ES-Serie Kraftmessdosen
Was bedeutet sie?
Die Empfindlichkeit von Kraftmessdosen ist ein Maß für die kleinste Kraft, auf die eine Kraftmesdose zuverlässig reagiert. Je größer die Empfindlichkeit einer Kraftmessdose ist, desto besser kann sie auch die kleinsten Bahnspannungsunterschiede erfassen.
Wie ist sie definiert?
Die Kraftmessdosen-Empfindlichkeit ist die kleinste Kraft, die eine Änderung des Ausgangssignals der Kraftmessdose veranlasst.
Wie wird sie gemessen?
Bei der Auswahl von Kraftmessdosen erhalten Sie normalerweise zwei Angaben, die Erregerspannung (V oder VDC) und das Ausgangssignal (mV).
Diese Angaben sagen Ihnen Folgendes: Hat die Kraftmessdose eine Erregerspannung von 5 Volt DC (VDC) und ein Ausgangssignal von 0-250 mV, ist das sich daraus ergebende Verhältnis 250mV/5VDC. Dies entspricht 50 mV pro Volt oder einem Verhältnis von 50:1. Je größer dieses Verhältnis ist, desto größer ist die Auflösung des Kraftmessdosensignals. Dies ergibt ein höheres Signal/Rauschverhältnis und somit eine größere Empfindlichkeit.
Erregerspannung: die zur Erregung eines Schaltkreises erforderliche Spannung
Rauschen: beliebige, nicht geerdete, von Bauteilen der Maschine kommende elektrische Signale, die das von der Kraftmessdose kommende Bahnspannungssignal stören. Häufig entsteht ein Rauschen durch mechanische Bewegungen, die über Sensoren, Verstärker und andere Maschinensensoren in ein elektrisches Signal umgesetzt werden.
Berücksichtigen des Rauschens – Da das von der Kraftmessdose zum Regler gehende Signal verstärkt wird, wird auch das Rauschen verstärkt. Je KLEINER das Kraftmessdosensignal/Rauschverhältnis ist, desto ungenauer ist die Messung der Bahnspannung (z.B.: ergibt 20:1 eine erheblich geringere Empfindlichkeit als 50:1). Bei einem kleinen Signal/Rauschverhältnis wird mehr Rauschen als das Ausgangssignal der Kraftmessdose aufgenommen und verstärkt. Je GRÖSSER das Signal/Rauschverhältnis ist, desto besser. Hier werden die von der Kraftmessdose kommenden elektrischen Signale gemessen und das Regelungssystem wird weniger durch von der Maschine kommendes Rauschen gestört.
Warum ist die Empfindlichkeit wichtig?
Will man eine Maschine so produktiv und rentabel wie möglich betreiben, ist die Wahl von Kraftmessdosen mit einer höheren Empfindlichkeit ein Muss. Um sicherzustellen, dass Ihr Regler die präzisesten Bahnspannungsmesswerte erhält, muss eine Kraftmessdose empfindlich auf alle Spannungsänderungen, denen sie unterworfen wird, reagieren. Kraftmessdosen mit einer größeren Empfindlichkeit sind imstande, ohne Störung durch irgendwelches Rauschen sofort auf kleinste Bahnspannungsänderungen zu reagieren. Hierdurch erhält man eine Anwendung, die schneller anspricht, die Bahnspannung während des Prozesses konstant hält und hierdurch Produktivität und Rentabilität optimiert.
Es ist dieser Unterschied der Empfindlichkeit, der Ihr Regelungssystem schneller, genauer und zuverlässiger macht.
Die Empfindlichkeitsangaben sind von Hersteller zu Hersteller verschieden, wie auch die Ausführungen der Kraftmessdosen selbst. Nachdem Sie eine Entscheidung über Hersteller und Typ der Kraftmessdose getroffen haben, müssen Sie jetzt entscheiden, welche Kraftmessdosengröße am besten für Ihre Anwendung geeignet ist. Dies wird durch die Nennlast der Kraftmessdose bestimmt. Die Nennlast entspricht der Kraft, mit der Sie die Kraftmessdose belasten können.
Nennlast
Wie berechnet Montalvo die Nennlasten: Die von Montalvo benutzte Berechnung der Nennlasten unterscheidet sich von den Methoden der anderen Hersteller. Diese bezeichnen als Nennlast die maximal zulässige auf die Kraftmessdose wirkende Kraft, während Montalvo sich bei der Berechnung auf die Kraft bezieht, die eine optimale Leistung und Lebensdauer der Kraftmessdose garantiert.
Montalvo berechnet die Nennlast mit folgender Formel:
LR= (4Psin(B/2)-Wcos(A)) / 2
LR: Nennlast (Load Rating)
P: Bahnspannung (PLI)
B: Umschlingungswinkel
W: Gewicht der Walze
A: Richtung der Bahnspannung
In den Gleichungen anderer Hersteller steht “4Psin” anstatt “2Psin”. Montalvo verdoppelt also die entsprechenden Werte. Ist z.B. bei Ihrer Anwendung eine Last von 68 kg (150 lb) vorhanden, ergibt die Gleichung von Montalvo eine Nennlast von 136 kg (300 lb), wohingegen die anderen Hersteller eine Nennlast von 68 kg (150 lb) angeben.
Die Nennlast kann auch als Bahnspannungskraft bezeichnet werden. Hier ist ein Link zum Montalvo Tension Force Rechner (Montalvo Bahnspannungskraft-Rechner) zur Berechnung Ihrer Bahnspannungskraft/Nennlast.
Warum die Verdoppelung?
Jahrelange Untersuchungen der Leistung unserer Kraftmessdosen haben gezeigt, dass man das beste Langzeitverhalten bei 50% der Nennlast einer Kraftmessdose erhält. Die Kraftmessdose wird über den gleichen Zeitraum geringer belastet. Wie auch ein Auto, das immer mit Höchstleistung gefahren wird, eine erheblich kürzere Lebensdauer hat. Bei einer Kraftmessdose bedeutet Verschleiß eine Ermüdung des Metallträgers. Ein Betrieb mit 100% Leistung beschleunigt den Ermüdungsprozess. Auch elektronische Geräte laufen normalerweise bei 50% Belastung besser als bei 100%, und wir berücksichtigen diesen Grundsatz bei unserer Entwicklung.
Hierdurch erhalten wir eine optimale Leistung der Kraftmessdose mit verlängerter Lebensdauer.
Diese Methode bringt auch viele Vorteile für die Benutzer wie Sicherheit und Flexibilität.
Sicherheit- Durch die Belastung der Kraftmessdose mit 50% ihrer Belastbarkeit erhöht sich der Sicherheitsfaktor der Kraftmessdose, da sie nicht mit maximaler Leistung betrieben wird. Dies verringert das Risiko eines Schadens an der Kraftmessdose und an der Maschine und führt somit auch zu einer geringeren Gefährdung der mit der Kraftmessdose arbeitenden Personen. Montalvo rechnet einen 2maligen Sicherheitsfaktor ein.
Flexibilität- Wir haben häufig erlebt, dass die Benutzer nach Bestimmung der Größe für ihre erste Anwendung eine größere Anzahl Bahnen mit höheren Spannungen und/oder dickeren Materialien laufen lassen wollen. Wenn Sie aber bereits bei der ersten Anwendung an die Leistungsgrenze der Kraftmessdose gekommen sind, müssen sie eine weitere Kraftmessdose mit höherer Nennlast kaufen. Da Montalvo die Kraftmessdosen anfänglich nur für einen Einsatz bei 50% ausgelegt hat, haben die Benutzer eine größere Flexibilität beim Arbeiten mit unterschiedlichen Bahnen. Steigern Sie Ihre Produktivität und Rentabilität, indem sie sich stets für ein Produkt mit größerer Flexibilität entscheiden.
Halbleitermessstreifen
In unserer Kraftmessdose ist ein Halbleitermessstreifen integriert. Verglichen mit einem Folienmessstreifen erhält man ein stabileres Signal mit erheblich größerer Empfindlichkeit. Wir haben gesehen, dass eine Kraftmessdose mit Folienmessstreifen mit einem größeren Prozentsatz ihrer Nennleistung arbeiten muss, um ein zuverlässiges Signal zu garantieren.
*Dies ist ein kurzer Vergleich von Halbleitermessstreifen gegenüber Folienmessstreifen. Über dieses Thema kann noch viel mehr gesagt werden.
