| 品牌 | KYOWA/日本 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 電子/電池,鋼鐵/金屬,航空航天,汽車及零部件,機(jī)械設(shè)備 |
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| 品牌 | KYOWA 共和電業(yè) | 產(chǎn)品型號 | LMC-A-5KN |
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| 額定量程 | 5kN | 受力形式 | 單向壓縮 |
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| 產(chǎn)品系列 | LMC-A 小型壓縮載荷傳感器 | 本體材質(zhì) | 合金結(jié)構(gòu)鋼 |
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| 出線形式 | 內(nèi)置屏蔽線纜引出 | 安裝方式 | 端面承壓嵌入式安裝 |
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| 適配配套 | 應(yīng)變信號放大器 | 信號類型 | 應(yīng)變微弱信號輸出 |
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日本KYOWA共和電業(yè)小型壓縮式載荷傳感器
日本KYOWA共和電業(yè)小型壓縮式載荷傳感器
一、產(chǎn)品基礎(chǔ)概述
LMC-A-5KN 隸屬于共和電業(yè) LMC-A 小型壓縮載荷傳感器產(chǎn)品線，屬于應(yīng)變片式測力元器件，專門針對安裝空間受限的壓縮測力需求開發(fā)。常規(guī)大尺寸稱重傳感器無法布置在緊湊的試驗(yàn)夾具、狹小被測構(gòu)件縫隙當(dāng)中，這類場景就需要微型化的壓向測力部件，采集局部接觸壓力、構(gòu)件承壓數(shù)值；LMC-A 系列就是針對這類細(xì)分需求打造，LMC-A-5KN 為本系列主流中小量程規(guī)格，額定承載上限 5kN。
該產(chǎn)品僅可承受軸向壓力載荷，受壓后內(nèi)部彈性體產(chǎn)生微量形變，粘貼在彈性體上的應(yīng)變片輸出對應(yīng)電信號；外接適配的應(yīng)變放大器，即可把原始信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)可讀數(shù)值，接入數(shù)據(jù)記錄儀、工控采集系統(tǒng)，完成壓力數(shù)值記錄、載荷曲線繪制、承壓閾值判定等工作。產(chǎn)品自重很低，加裝在被測物件上不會對原有受力狀態(tài)造成明顯干擾，既可以用于實(shí)驗(yàn)室材料性能試驗(yàn)，也能夠集成在自動化壓合工裝當(dāng)中做在線測力檢測。
二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與硬件特性
2.1 微型承壓本體結(jié)構(gòu)
這款傳感器采用圓柱緊湊型本體設(shè)計(jì)，5kN 規(guī)格外徑僅 12mm，可以放置在狹窄的夾具槽位、試樣接觸面之間。彈性體選用專用合金鋼材，經(jīng)過多道熱處理流程優(yōu)化力學(xué)性能，在量程范圍內(nèi)受壓形變均勻，卸除載荷后可以快速恢復(fù)原始形態(tài)，長期反復(fù)承壓也不易出現(xiàn)塑性變形。本體承壓端面做平整精加工處理，能夠和被測工件平穩(wěn)貼合，分散接觸位置的局部應(yīng)力，降低因接觸面凹凸造成的測量偏差。
結(jié)構(gòu)沒有外置受力連接件，依靠上下端面直接承接壓力，不需要額外加裝傳力工裝，簡化整套測力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)難度。本體側(cè)壁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度充足，可以抵御側(cè)向輕微磕碰，不過實(shí)際使用階段依舊要規(guī)避橫向載荷作用，橫向受力會讓彈性體承受額外彎折應(yīng)力，影響測量精度，嚴(yán)重時會造成元件損壞。
2.2 應(yīng)變采集與密封結(jié)構(gòu)
高精度應(yīng)變片通過專用粘接工藝固定在彈性體預(yù)設(shè)區(qū)域，應(yīng)變片引線在本體內(nèi)部完成規(guī)整排布，再統(tǒng)一接入引出線纜。應(yīng)變片周邊填充防護(hù)膠體，阻隔水汽、細(xì)微粉塵侵入粘接界面，降低環(huán)境因素對應(yīng)變元件性能的影響；內(nèi)部走線預(yù)留充足彎折余量，本體受壓產(chǎn)生微小形變時，引線不會被拉扯斷裂。
線纜出線位置設(shè)置應(yīng)力釋放結(jié)構(gòu)，外部拉扯、彎折產(chǎn)生的外力不會直接傳遞到內(nèi)部焊點(diǎn)，大幅降低線纜根部斷線的概率。標(biāo)配屏蔽型引出線纜，可以削弱周邊變頻器、伺服設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾，在工業(yè)車間環(huán)境布線也能維持穩(wěn)定的信號輸出。
2.3 機(jī)械適配設(shè)計(jì)
產(chǎn)品體積、自重偏小，可嵌入各類自研試驗(yàn)工裝、模具內(nèi)部，不會占用過多安裝空間；針對零散測試場景，直接將傳感器放置在兩個承壓面之間即可開展測量，不需要復(fù)雜固定結(jié)構(gòu)。若需要長期固定使用，可搭配簡易限位套筒約束傳感器橫向位移，僅保留軸向受壓自由度，規(guī)避設(shè)備振動帶來的位置偏移。
同系列還有 10kN、20kN、50kN 不同量程規(guī)格，當(dāng)客戶測試載荷區(qū)間變動時，可以直接選用同外形不同量程的型號，原有工裝結(jié)構(gòu)不用大范圍改動，適配性較強(qiáng)。
三、測量性能與環(huán)境適配能力
3.1 量程與精度表現(xiàn)
LMC-A-5KN 額定測量載荷 5kN，適合中小型壓縮力檢測工況，包含材料抗壓試驗(yàn)、零部件壓裝力檢測、接觸面壓力分布測試。出廠前設(shè)備會完成多點(diǎn)位載荷標(biāo)定，附帶標(biāo)定參數(shù)，接入適配放大器后即可投入測量。測量線性區(qū)間覆蓋 0 至滿量程，非線性、滯后、重復(fù)性指標(biāo)均控制在廠商標(biāo)定范圍之內(nèi)，能夠滿足研發(fā)試驗(yàn)、出廠質(zhì)檢的精度要求。如果用于計(jì)量級檢測工作，使用者定期送至第三方計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)，就可以長期維持可靠的測量水準(zhǔn)。
產(chǎn)品固有頻率約 32kHz，可適配動態(tài)沖擊、高速壓合這類載荷快速變化的工況，能夠捕捉短時間內(nèi)的壓力峰值，拓展了可適用的測試場景。
3.2 環(huán)境耐受表現(xiàn)
常規(guī)室內(nèi)試驗(yàn)室、普通工業(yè)車間的溫度波動，只會帶來很低的零點(diǎn)漂移；如果需要在溫差較大的工況長期測量，可在采集軟件中增設(shè)溫度補(bǔ)償邏輯，進(jìn)一步抵消溫度造成的數(shù)據(jù)偏移。本體基礎(chǔ)防塵防潮結(jié)構(gòu)可以應(yīng)對常規(guī)使用環(huán)境，不建議長期放置在高濕、強(qiáng)腐蝕、高粉塵的惡劣工況當(dāng)中；現(xiàn)場環(huán)境嚴(yán)苛?xí)r，可增設(shè)簡易防護(hù)護(hù)套延長元件服役周期。
布線時線纜遠(yuǎn)離大功率動力電纜，即可規(guī)避多數(shù)工業(yè)電磁干擾；周邊大功率電氣設(shè)備排布密集時，可額外加裝信號隔離模塊優(yōu)化信號質(zhì)量。
四、典型應(yīng)用場景介紹
4.1 材料力學(xué)抗壓試驗(yàn)
高校、科研院所開展小型試樣抗壓、壓潰性能測試時，可把本傳感器放置在試樣和試驗(yàn)機(jī)壓頭之間，精準(zhǔn)采集試樣承受的壓力數(shù)值，獲取載荷位移曲線，推算材料抗壓強(qiáng)度、彈性模量等參數(shù)；傳感器小巧的體積適配小型非標(biāo)試樣測試，彌補(bǔ)常規(guī)大尺寸載荷傳感器無法嵌入狹小測試空間的短板。
4.2 自動化工裝壓合檢測
軸承、塑膠卡扣、密封件壓裝生產(chǎn)工序中，將傳感器集成在壓頭內(nèi)部，實(shí)時采集壓入過程的壓力變化，通過壓力曲線判斷零部件是否壓裝到位、有沒有卡滯缺陷；超出設(shè)定壓力區(qū)間就可以觸發(fā)設(shè)備停機(jī)，篩除不良品，提升量產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)控水平。
4.3 接觸面載荷分布測試
橡膠墊、緩沖墊層、小型密封件承壓時，不同區(qū)域受力并不均勻，可布置多臺該款傳感器采集多點(diǎn)壓力數(shù)值，統(tǒng)計(jì)載荷分布情況，以此優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、調(diào)整裝配預(yù)緊力，廣泛應(yīng)用在減震元件、密封結(jié)構(gòu)的開發(fā)驗(yàn)證階段。
4.4 小型設(shè)備過載防護(hù)檢測
部分精密小型液壓、氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，需要確認(rèn)輸出推力是否達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，可借助該傳感器完成推力標(biāo)定；也可搭建簡易過載試驗(yàn)臺，驗(yàn)證限位結(jié)構(gòu)的承壓上限，為設(shè)備結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供實(shí)測數(shù)據(jù)支撐。
五、配套使用與日常維護(hù)要點(diǎn)
5.1 信號采集配套選型
傳感器本身僅能輸出微弱應(yīng)變信號，需要搭配共和對應(yīng)系列應(yīng)變放大器，將原始信號放大轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流信號，再接入采集終端；選用同廠放大器可直接適配出廠標(biāo)定參數(shù)，減少調(diào)試工作量，也可選用市面通用應(yīng)變采集模塊，手動錄入標(biāo)定系數(shù)完成適配。布線優(yōu)先采用懸空走線或是走線槽收納線纜，避免工件碾壓線纜造成外皮破損。
5.2 安裝操作注意事項(xiàng)
安裝時保證傳感器上下承壓面和施壓構(gòu)件貼合，受力方向嚴(yán)格沿著傳感器軸向，杜絕側(cè)向力、彎矩施加在本體上；可選用硬度適中的平整墊板分散局部集中應(yīng)力，避免硬質(zhì)尖銳點(diǎn)接觸劃傷承壓端面、造成應(yīng)力集中。初次安裝完成后先做小幅載荷試運(yùn)行，確認(rèn)信號輸出穩(wěn)定，再逐步加載至工作載荷范圍；閑置存放時放置在干燥無擠壓的區(qū)域，不要堆疊重物壓在傳感器端面。
5.3 日常維護(hù)要點(diǎn)
定期清理端面附著的碎屑、油污，硬質(zhì)雜物殘留在承壓面會造成受力不均，降低測量準(zhǔn)確度；清理選用軟質(zhì)布料擦拭，不可以使用硬質(zhì)刮刀刮擦承壓端面。線纜外皮定期檢查磨損情況，外皮破損后及時做絕緣包裹處理；長期閑置前拆除工裝內(nèi)的傳感器，釋放承壓應(yīng)力。若長期高強(qiáng)度使用后數(shù)據(jù)偏差超出允許范圍，送至計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)后就可以繼續(xù)投入使用。
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