Ako funguje digitálny momentový kľúč: Od snímača po displej

Digitálny momentový kľúč meria aplikovaný krútiaci moment elektronicky a zobrazuje výsledok na obrazovke. V bežnej konštrukcii založenej na namáhaní spôsobí zaťaženie kľúča malú elastickú deformáciu v snímacom prvku. Tenzometre reagujú na túto deformáciu a vytvárajú elektrický signál, ktorý elektronika upravuje, digitalizuje a premieňa na hodnotu krútiaceho momentu. Displej je poslednou fázou tohto procesu merania. Jeho cieľové nastavenie, živé čítanie a zachovaný vrchol môžu popisovať rôzne veci, takže pochopenie, odkiaľ každá hodnota pochádza, pomáha vysvetliť, čo nástroj skutočne zobrazuje.

Ako aplikovaný krútiaci moment vytvára signál snímača

Elastická deformácia vo vnútri nástroja

Pôsobenie sily na rukoväť vytvára krútiaci moment okolo osi upevňovacieho prvku. V rámci kľúča toto zaťaženie tiež spôsobuje malú deformáciu v konštrukcii, ktorá ho nesie. Snímací prvok je navrhnutý tak, aby predvídateľne reagoval v rámci svojho prevádzkového rozsahu, čo umožňuje prístroju spojiť svoju odozvu s aplikovaným krútiacim momentom.

Ide o elastickú deformáciu: prvok má tendenciu vrátiť sa do pôvodného tvaru, keď sa zaťaženie odstráni. Neznamená to, že kľúč sa musí viditeľne ohýbať. Pohyb potrebný na meranie môže byť príliš malý na to, aby bol viditeľný.

Mechanické usporiadanie sa medzi jednotlivými dizajnmi líši. Snímač môže reagovať na ohyb alebo torzné napätie v závislosti od toho, ako nástroj prenáša a sníma zaťaženie. Umiestnenie snímacieho prvku a meradla zodpovedá mechanickému dizajnu.

Ako tenzometer zisťuje túto deformáciu

Lepený tenzometer mení elektrický odpor, keď sa povrch pod ním naťahuje alebo stláča. Usporiadanie meradiel v mostíkovom obvode umožňuje meracej elektronike detekovať malé zmeny odporu ako rozdiel napätia.

Výstup mostíka sa mení so zaťažením snímacieho prvku. Meraním tejto odozvy môže elektronika sledovať aplikovaný krútiaci moment. Samotné meradlo nepotrebuje na indikáciu zmeny ukazovateľ ani viditeľný pohyb.

V tomto bode má nástroj elektrickú odozvu na zaťaženie. Ešte nemá hotové číslo vyjadrené v N·m.

Ako elektronika mení signál na digitálne dáta

Mostové budenie, zosilnenie a filtrovanie

Mostový snímač potrebuje elektrické budenie, aby zmeny jeho odporu mohli produkovať merateľný výstup. Výsledný signál potom musí byť vhodný pre ďalší stupeň meracieho systému.

Zosilnenie prináša malý signál do užitočného rozsahu na meranie. Filtrovanie pomáha kontrolovať nežiaduce zložky signálu, ako je elektrický šum, ktoré by mohli rušiť výsledok. Spolu s budením tieto funkcie pripravujú výstup snímača na konverziu.

Ide o funkčné stupne, nie nevyhnutne samostatné komponenty na doske plošných spojov. Niektoré zariadenia kombinujú niekoľko funkcií v rámci integrovaného obvodu. Ich implementácia zahŕňa aj voľby týkajúce sa rýchlosti odozvy a hluku, takže samotný jasný displej neodhalí, ako elektronika spracováva meniacu sa záťaž.

Analógovo-digitálny prevod

Analógovo-digitálny prevodník alebo ADC predstavuje upravený elektrický signál ako číselný údaj. Procesor potom môže tieto údaje použiť na výpočet hodnoty krútiaceho momentu a na správu zobrazenia.

Digitalizácia sprístupňuje meranie pre numerické spracovanie. Prístroj môže použiť po sebe nasledujúce merania na aktualizáciu živého zobrazenia, uchovanie nameraného vrcholu alebo porovnanie nameranej hodnoty so zvoleným cieľom. Prevodník dodáva dáta; spracovanie určuje, ako sa tieto údaje použijú.

Ako sa digitálne dáta stávajú údajom krútiaceho momentu

Pripojenie výstupu snímača k známemu krútiacemu momentu

Výstup prevodníka nie je inherentne hodnotou v newtonmetroch. Zostavený merací systém potrebuje vzťah medzi jeho elektrickou odozvou a známym krútiacim momentom.

Tento vzťah umožňuje prístroju previesť zmeny vo výstupe snímača na zmeny indikovaného krútiaceho momentu. Kalibrácia porovnáva indikácie prístroja s referenčnými hodnotami za špecifikovaných podmienok. Ak je potrebná úprava, ide o samostatnú akciu; jednoduché vykonanie kalibrácie automaticky neopraví prístroj.

Konverzia môže využívať uložené koeficienty alebo iné spracovanie vhodné pre návrh. Bez ohľadu na implementáciu platí vzťah pre celý systém merania, od zaťaženého prvku až po indikáciu. Počet nespracovaných prevodníkov sa stáva užitočným iba vtedy, keď súvisí s meraným množstvom.

Zero Offset a inžinierske jednotky

Merací systém môže mať posun: nenulový výstup, aj keď je zamýšľané aplikované zaťaženie nulové. Funkcia nulovania stanovuje referenciu použitú pre následné odčítania podľa pokynov nástroja.

Nulovanie a kalibrácia riešia rôzne otázky. Stanovenie nezaťaženej nuly nepreukazuje, že prístroj číta správne v celom rozsahu krútiaceho momentu. Offset popisuje chybu počiatočného bodu; zisk popisuje rozsah odozvy. Samotná korekcia začiatočného bodu nevytvára vzťah naprieč rozsahom merania.

Keď prístroj určí krútiaci moment, môže túto veličinu vyjadriť v podporovanej jednotke, ako je N·m alebo ft·lb. Zmenou jednotky sa zmení číselné vyjadrenie množstva. Nevytvára iný fyzikálny krútiaci moment na spoji.

Čo zobrazuje displej počas a po utiahnutí

Živý krútiaci moment, maximálny krútiaci moment a nastavenie cieľa

Cieľové nastavenie je hodnota zadaná pre operáciu. Aktuálny údaj predstavuje nameraný krútiaci moment pri zmene zaťaženia. Špičková hodnota uchováva najvyššiu nameranú hodnotu zachytenú počas definovaného cyklu merania prístroja.

Tieto hodnoty slúžia rôznym účelom. Cieľ informuje operátora, aká hodnota bola zvolená; nie je dôkazom toho, že tento krútiaci moment už bol aplikovaný. Zachovaný vrchol môže zostať viditeľný po znížení sily, zatiaľ čo zobrazenie sledovania sleduje meniace sa meranie.

YouBar's račňový digitálny momentový kľúč uvádza režimy PEAK a TRACK, prednastavenia krútiaceho momentu P0–P9 a zvukové a vizuálne cieľové upozornenia. Tieto funkcie popisujú, ako nástroj prezentuje a používa informácie o meraní. Výstraha by sa nemala interpretovať ako automatické zastavenie použitej sily.

Pri kontrole YouBar's rozsah digitálnych momentových kľúčov, prispôsobte tieto funkcie zobrazenia informáciám, ktoré vaša prevádzka potrebuje. Pre požiadavky, ktoré idú nad rámec zverejnených špecifikácií, diskutovať o požiadavkách na meranie a zobrazenie pre konkrétny model.