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简介

遵循当前标准现在是产品开发的重要组成部分。这导致了在研发和生产线设施内严格的质量控制,以:

  • 改善产品设计
  • 保持生产的一致性
  • 降低成本
  • 确保成品供消费者安全使用

力和扭矩测量仪器是生产过程中不可分割的一部分,无论是手持仪表还是复杂的计算机控制的重型通用试验机。

本文档的创建是为了帮助在生产线和研究实验室工作的质量控制经理、设计师和工程师,得到他们在应用程序测试中面临的一些更常见的技术问题的答案。

了解这些细节将有助于那些希望开始力测量测试的人,考虑以下方面将帮助您为应用程序测试做出明智的决定。

技巧1:准确性、精确度和分辨率

技巧2:定义您的测试应用程序

技巧3:选择正确的Loadcell

技巧4:选择合适的握把/配件bob综合体育app入口

提示5:选择一个合适的测试系统

精度,精度和分辨率

一个常见的类比,说明了重复测试数据的准确性和精确度之间的差异,将测量比作射向目标的箭,其中的“靶心”表示期望值。

准确性描述了测量值与期望值的接近程度。距离越近,测量就越准确。准确度通常以仪器的全刻度读数(%FS, %FSD, %FSR, %FSO)来引用,有时也以指示读数的%来引用。这些是需要做出的重要区别,因为±0.1% fs的精度意味着,对于1000n的称重元件,在10N时,精度为±1N,但如果精度引用为指示读数的0.1%,则在10N时,误差仅为0.01N。

在进行几次测量时,精度或重复性取决于它们彼此之间的距离。它可能有很高的精度,但精度很低。校准应保持精度并提高精度。

分辨率不同于精度和精密度。它被定义为仪器所能显示或记录的最小变化。继续箭头/目标的类比,分辨率是箭头的直径。分辨率越高,细节就越精细。在大多数情况下,仪器的分辨率优于规定的精度。例如:在显示器上可以显示±0.01N的测量值,但仪器的精度可能只有±0.05N。

定义测试应用程序

一般来说,产品或材料的测试可分为三类:

  • 张力
  • 压缩
  • 转矩(或剪切)

当测试产品时,而不是原材料,更描述性的术语,如拉,推,压,弯,转,扭,撕裂等,所有这些都符合这三种类型的测试。

试样性质和试验类型是选择正确的力或扭矩产品进行试验的主要参数。

例如,如果您的样品很容易拉伸,需要进行拉伸试验,那么具有扩展行程的单柱试验机可能比双柱试验系统更合适。如果你有一个大的,固体的样品进行顶载或压缩测试,那么就需要相反的结果。

是否有任何欧洲,ISO, ASTM或其他标准适用于您的测试?如果有,它们可以帮助确定您的系统需求。

避免over-specification。尽管不考虑未来可能是明智的,但指定一个过于复杂的测试系统,对于每天执行例行任务的操作员来说,使用起来会变得复杂或困难,这几乎没有什么好处。

应变测定

您的测试真的需要引伸计提供超高的位移精度吗?某些ASTM, ISO标准要求“引伸计”直接测量样品上的变形,而不是测量十字头行程。但引伸计可能是一个昂贵的附加!

选择正确的Loadcell

解读制造商说明书

力测量系统的核心是称重传感器。当指定一个称重传感器时,大多数人感兴趣的参数包括容量和非线性。

有些制造商以%FSD或%FSO来表示非线性,有些则以%读取或读出(%RO)来表示非线性。

每个制造商都会告诉你他们所报的数据比其他的好。事实往往是,介于两者之间!

例子

以一个需要100n称重传感器的应用为例。一家制造商报出的误差为0.05% FSD;另一个报价是0.25%的ro,在1%到100%的容量之间。下图显示了误差,作为两个称重单元的读数百分比,在称重单元的范围内。

从图中可以清楚地看到,如果loadcell看到的大部分负载<20%的="" its="" capacity="" then=" the="" device=""引用="" as="" 0=" 25="" ro="" is=" a=" better="" ro=" is=" a="然而=" this="" would="" be="" poor="" choice=" for="" special ="" application=" loadcell="" 05="" fsd="" quickly="" outperform ="" rival=" at=" 20=" p=" >

在大多数情况下,选择在10%到90%容量之间运行的称重元件是一种很好的做法。对于这个例子,所引用的具有±0.05% FSD的非线性的称重传感器是一个更好的选择。如果一般预期容量较低,则建议使用较小容量的称重传感器,以确保在1%的容量下避免5%RO的测量误差。

自我识别和/或校准。“即插即用”

测压元件有办法向机器识别自己吗?如果不是,那么你可能会发现,每次你更换一个称重传感器,你必须输入序列号和容量,以便机器知道那里有什么。这可能是非常费力和乏味的。除了self-ID,一些所谓的“即插即用”测压元件还存储了校准数据,这样除了告诉测试机器它是什么,它还告诉测试机器校准曲线。

选择握把和配件bob综合体育app入口

握把和配件的选择将完全取决于测试的类型,bob综合体育app入口以及待测试样本的大小、形状和材料,但当面对大量标准握把的选择时,可能并不总是清楚哪一个是最适合你的选择。在许多情况下,一个通用的,通用的握把,如楔形握把将是正确的选择,但在许多其他情况下,他们可能不允许最好的结果准确性。因此,在考虑握把时,必须定义以下内容:

1.测试的类型;紧张或压缩?

2.试件的尺寸和材料结构;握把不能太小也不能太大。

3.环境条件。

即使楔形握把是通用的,选择这些夹具测量脆弱的标本可能是不正确的。楔式握把的结构很重,它们有锯齿状的钳口,很容易扭曲和损坏,甚至更糟,折断材料。因此,建议在任何可能的情况下使用楔握把来测试由更硬的材料和需要更高负载能力的试样。脆弱的纺织品可能更好地测试使用,例如,一个弹簧加载辊握把。和往常一样,如果不确定,和你当地的销售工程师谈谈,他们应该能匹配你的应用程序的正确握把。

握把面的大小是一个重要的考虑因素,特别是在测试固体,坚硬的材料时。如果握把面过宽或过窄,或握把过紧,则可能在试件上有不均匀的接触,从而在试件不自然的点处造成损伤甚至断裂。这反过来可能导致误导性的结果。

对齐

在拉伸或压缩试验中保持力的对齐对获得准确的结果很重要。离轴加载会给试件带来不必要的应力,系统会在称重传感器读数中产生错误,这可能导致试件内部过早断裂和不正确的结果。

自对准握把可用于某些应用,但更不寻常的应用将需要定制的握把解决方案。

为特定应用定制的握把

对于不存在现成解决方案的情况,重要的是您的供应商有提供定制解决方案的跟踪记录,并且您可以与他们合作开发最有效的解决方案。



选择合适的测试系统

测试系统有四种基本形式:

  • 1.与压力表一起使用的手动试验台
  • 2.与量规一起使用的电动试验台
  • 3.控制台控制
  • 4.计算机控制

以下是不同的力测试系统的总结:

手动站

这些通常是杠杆或手轮操作,并用于手动试验台与力计或其他力传感器。

  • 杠杆操作类型通常用于简单和速度是本质的测试
  • 手轮操作的类型通常选择在需要缓慢施加力到已知的极限或已知的位移
  • 低成本、多功能的解决方案

然而,不同的操作员会以不同的速度移动手动支架的十字头,因此与机动系统相比,测试的可重复性要低得多。

一些手动试验台可能有可能安装一个可选的高度刻度来测量位移。与你的供应商联系,看看你的摊位是否有这个选项。

动力站

一个基本的电动试验台可以优化与数字力计,为简单的拉力和压缩试验提供可重复和一致的力测量。

  • 确保每个样品负载的恒定速率,显著提高了人工操作支架结果的准确性和重复性
  • 性价比高的解决方案适合于许多测试应用程序
  • 通过压力表的互换性,提高了灵活性

这种测试系统的配置主要用于整个测试速度和准确性是主要优先考虑的生产领域。

Console-controlled系统

这些半自动系统可编程的程度很高,并包含比力计更多的功能,但不像软件驱动的试验机那么复杂。

  • 理想的要求应用程序在灰尘或恶劣的环境中,基于PC的系统是不合适的
  • 控制台内置在机器中,以防止飞溅和灰尘等,或在一个独立的单位在机器安装的支架
  • 是否允许通过plc或外部执行器进行通信,使机器能够作为更大的半自动生产过程的一部分使用
  • 易于编程,并支持数据标记和结果自动导出
  • 当合并时,单点程序启动是有用的
  • 在需要增强数据处理的地方,选择与PC软件进行接口是有利的

计算机控制系统

要执行更复杂的测试测量,特别是需要负载/位移的图形跟踪时,计算机控制系统是最好的解决方案。它们提供了最高程度的可重复性和准确性,以及深度分析能力。

测试软件

然而,伴随着测试系统的一个设计糟糕的软件包会让用户更加困惑!

在查看或显示力测试软件时需要考虑的事情有:

它有…

  • 简单直观的用户界面:便于使用和查看测试数据
  • 数据导出功能与PDF选项:方便通信的测试结果
  • 可互换的称重传感器:增加多功能性
  • 自动顺应校正:为最好的位移测量,无需延伸测量
  • 自动称重传感器挠度补偿:一个称重传感器的位移通常在其范围内可达0.5mm,如果不进行补偿,则会在十字头位移值中引入误差
  • 多级操作员访问:为了测试过程和结果的安全性
  • 简单的测试程序编程:快速设置和编辑新的测试程序
  • 数据过滤:因为更快并不总是更好
  • 实时测试数据显示和回放:在测试过程中对样品的性能进行即时反馈,并更详细地回顾测试的部分
  • 用户可定义的参数和计算:允许在测试数据上执行内部或非标准计算
  • 自动统计计算:用于发现批次样本的趋势或识别异常值
  • 可配置报告:因为不是每个人都希望自己的报告看起来相同
  • 摘要报告:具有批统计和多样本图
  • 持续支持:查看售后支持协议。包括升级和电话支持吗?

大家好…
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