Slik fungerer en digital momentnøkkel: Fra sensor til skjerm

En digital momentnøkkel måler påført dreiemoment elektronisk og viser resultatet på en skjerm. I en vanlig tøyningsbasert design forårsaker lasting av skiftenøkkelen en liten elastisk deformasjon i et føleelement. Strekkmålere reagerer på den deformasjonen, og produserer et elektrisk signal som elektronikken betinger, digitaliserer og konverterer til en dreiemomentavlesning. Displayet er det siste trinnet i denne måleprosessen. Målinnstillingen, live lesing og beholdt topp kan beskrive forskjellige ting, så å forstå hvor hver verdi kommer fra hjelper til med å forklare hva verktøyet faktisk viser.

Hvordan påført dreiemoment produserer et sensorsignal

Elastisk deformasjon inne i verktøyet

Påføring av kraft på håndtaket skaper dreiemoment rundt festeelementets akse. Inne i skiftenøkkelen gir denne lasten også en liten deformasjon i strukturen som bærer den. Et sensorelement er designet for å reagere forutsigbart innenfor driftsområdet, slik at instrumentet kan relatere sin respons til påført dreiemoment.

Dette er elastisk deformasjon: elementet har en tendens til å gå tilbake til sin opprinnelige form når belastningen fjernes. Det betyr ikke at skiftenøkkelen må bøye seg synlig. Bevegelsen som trengs for måling kan være for liten til å se.

Det mekaniske arrangementet varierer mellom design. En sensor kan reagere på bøyning eller torsjonsbelastning, avhengig av hvordan verktøyet bærer og føler lasten. Føleelementet og målerplasseringen følger den mekaniske utformingen.

Hvordan en strekkmåler oppdager den deformasjonen

En bundet strekkmåler endrer elektrisk motstand når overflaten under den strekker seg eller komprimeres. Ved å arrangere målere i en brokrets kan måleelektronikken oppdage små motstandsendringer som en spenningsforskjell.

Broutgangen endres med belastningen på følerelementet. Ved å måle den responsen kan elektronikken følge dreiemomentet som påføres. Selve måleren trenger ikke en peker eller synlig bevegelse for å indikere endringen.

På dette tidspunktet har verktøyet en elektrisk respons på belastning. Den har ennå ikke et ferdig tall uttrykt i N·m.

Hvordan elektronikken gjør signalet om til digitale data

Broeksitasjon, forsterkning og filtrering

En brobasert sensor trenger elektrisk eksitasjon slik at motstandsendringer kan produsere en målbar utgang. Det resulterende signalet må da være egnet for neste trinn i målesystemet.

Forsterkning bringer et lite signal inn i et nyttig område for måling. Filtrering hjelper til med å kontrollere uønskede signalkomponenter, for eksempel elektrisk støy, som kan forstyrre resultatet. Sammen med eksitering forbereder disse funksjonene sensorutgangen for konvertering.

Dette er funksjonelle trinn, ikke nødvendigvis separate komponenter på et kretskort. Noen enheter kombinerer flere funksjoner i en integrert krets. Implementeringen deres innebærer også valg om responshastighet og støy, så et tydelig display alene avslører ikke hvordan den underliggende elektronikken behandler en skiftende belastning.

Analog-til-digital konvertering

En analog-til-digital-omformer, eller ADC, representerer det betingede elektriske signalet som numeriske data. Prosessoren kan deretter bruke disse dataene til å beregne en dreiemomentverdi og administrere skjermen.

Digitalisering gjør målingen tilgjengelig for numerisk behandling. Instrumentet kan bruke påfølgende målinger for å oppdatere en live-visning, beholde en målt topp eller sammenligne en avlesning med et valgt mål. Omformeren leverer dataene; behandlingen avgjør hvordan disse dataene brukes.

Hvordan digitale data blir en dreiemomentavlesning

Relaterer sensorutgangen til kjent dreiemoment

Omformerens utgang er ikke i seg selv en verdi i newtonmeter. Det sammensatte målesystemet trenger et forhold mellom dets elektriske respons og kjent dreiemoment.

Dette forholdet gjør at instrumentet kan oversette endringer i sensorutgang til endringer i indikert dreiemoment. Kalibrering sammenligner instrumentets indikasjoner med referanseverdier under spesifiserte forhold. Der justering er nødvendig, er det en egen handling; bare å utføre en kalibrering korrigerer ikke automatisk et instrument.

Konverteringen kan bruke lagrede koeffisienter eller annen behandling som passer til designet. Uansett implementering, gjelder forholdet for hele målesystemet, fra det belastede elementet til indikasjonen. En råomformertelling blir nyttig bare når den er relatert til mengden som måles.

Nulloffset og ingeniørenheter

Et målesystem kan ha en offset: en utgang som ikke er null selv når den tiltenkte påførte belastningen er null. En nullstillingsfunksjon etablerer referansen som brukes for påfølgende avlesninger, ved å følge verktøyets instruksjoner.

Nullstilling og kalibrering tar opp ulike spørsmål. Etablering av en ubelastet null viser ikke at instrumentet leser riktig gjennom hele dreiemomentområdet. Offset beskriver startpunktfeilen; gain beskriver omfanget av responsen. Å korrigere utgangspunktet alene etablerer ikke sammenhengen over målespennet.

Når instrumentet har bestemt dreiemoment, kan det uttrykke denne mengden i en støttet enhet som N·m eller ft·lb. Endring av enheten endrer den numeriske representasjonen av mengden. Det skaper ikke et annet fysisk dreiemoment ved leddet.

Hva displayet viser under og etter tiltrekking

Live Torque, Peak Torque og målinnstillingen

En målinnstilling er verdien som er angitt for en operasjon. En levende avlesning representerer målt dreiemoment når lasten endres. En toppavlesning beholder den høyeste målte verdien fanget under instrumentets definerte målesyklus.

Disse verdiene tjener forskjellige formål. Målet forteller operatøren hvilken verdi som er valgt; det er ikke bevis på at dette dreiemomentet allerede er brukt. En beholdt topp kan forbli synlig etter at kraften er redusert, mens et sporingsdisplay følger den skiftende målingen.

YouBar sin skralle digital momentnøkkel viser PEAK- og TRACK-moduser, P0–P9-momentforhåndsinnstillinger og hørbare og visuelle målvarsler. Disse funksjonene beskriver hvordan verktøyet presenterer og bruker måleinformasjon. Et varsel skal ikke tolkes som et automatisk stopp i påført kraft.

Når du anmelder YouBar serie av digitale momentnøkler, match disse skjermfunksjonene til informasjonen din operasjon trenger. For krav som går utover de publiserte spesifikasjonene, diskutere kravene til måling og visning for den aktuelle modellen.