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Misura della coppia di una puleggia accessoria con un collettore rotante in estremità di albero

  • Coppia puleggia
  • Velocità di rotazione
  • Posizione angolare
Compressore azionato da cinghia su un banco, con un collettore rotante in fondo all’albero montato sulla sua puleggia e i fili del segnale avvolti accanto
Un compressore azionato da cinghia con un collettore rotante in estremità di albero sulla sua puleggia, in banco. Foto Michigan Scientific.

In sintesi

Un ponte di estensimetri è incollato sulla puleggia accessoria, che diventa il trasduttore di coppia. Un collettore rotante in estremità di albero, montato sull’estremità della puleggia con due viti, trasmette il segnale del ponte al sistema di acquisizione dati. Un amplificatore miniatura lato rotante porta l’uscita del ponte a ± 10 V prima delle piste quando il segnale è debole o l’ambiente rumoroso. Con un collettore rotante SR/ERT, il sensore di rotazione registra velocità e angolo insieme alla coppia.

da 4 a 10
canali, serie S e serie Short S
12 000 giri/min
velocità massima, serie S e serie Short S
22,15 mm
lunghezza del Short S4, il modello più corto

Catena di misura

Una cinghia aziona l’alternatore, il compressore d’aria, il compressore del condizionatore e le pompe di un motore. La coppia su ogni puleggia è misurata sulla puleggia stessa: un ponte di estensimetri è incollato sul disco della puleggia e i fili del ponte corrono sulla superficie dell’albero, oppure al suo interno attraverso una gola fresata in traverso all’estremità dell’albero o di un adattatore, fino al rotore del collettore rotante.

Il collettore rotante ha una parte rotante e una parte fissa. Il rotore è avvitato all’estremità dell’albero e gira con la puleggia; le spazzille in metallo prezioso dello statore scorrono sulle sue piste. I fili dello statore vanno al sistema di acquisizione dati.

Estensimetri sulla puleggia, collettore rotante all’estremità dell’albero Vista laterale di un albero azionato da cinghia. Il ponte di estensimetri è incollato sul disco della puleggia; i suoi fili corrono sull’albero fino al rotore di un collettore rotante in estremità di albero, fissato con due viti. I fili dello statore vanno al registratore. La coppia T è trasmessa dall’albero. Ponte di estensimetri T due viti Cinghia Puleggia estens. Collettore Registratore
Il ponte di estensimetri sulla puleggia, il collettore rotante all’estremità dell’albero, i fili dello statore verso il registratore. L’albero trasmette la coppia T.

Collettore rotante

La scelta dipende dalla lunghezza disponibile davanti alla puleggia, dal numero di canali e dal fatto che velocità e angolo vengano registrati insieme alla coppia. Tutte e tre le serie hanno piste e spazzole in metallo prezioso, con una variazione di resistenza di picco di 0,1 Ω, e sono specificate per 500 mA per canale.

Serie S4, 6, 8 o 10 canali · 12 000 giri/min · rotore 41,28 mm · 30 a 38 mm di lunghezza · S4: 30 mm, 111 g
Serie Short S4, 6, 8 o 10 canali · 12 000 giri/min · 22,15 a 36,3 mm di lunghezza · 56 a 65 g · amplificatore per estensimetri o termocoppia nel rotore sui modelli /G e /TC
Serie SR/ERT10, 20 o 36 canali · 10 000 giri/min con 10 canali · 80 a 115 mm di lunghezza · encoder da 256 a 512 imp./giro o risolver, senza utilizzare alcun canale
Montaggiodue viti all’estremità dell’albero, rotore concentrico e perpendicolare all’asse; statore trattenuto da un fermo antirotazione flessibile, mai dai suoi fili
Temperatura di esercizio−40 a 121 °C (serie S) · −1 a 138 °C (serie Short S)

Condizionamento del segnale

Un ponte di estensimetri eroga un segnale di basso livello. Con i quattro bracci del ponte sulla puleggia, le piste sono all’esterno del ponte e non possono modificarne l’equilibrio. L’amplificatore AMP-SG-M1 è incollato sulla parte rotante, tra il ponte e il rotore: fornisce l’alimentazione del ponte, ± 2,5 V o ± 5 V, amplifica con un guadagno da 100 a 2000 V/V e restituisce ± 10 V, con una risposta in frequenza di 20 kHz a −3 dB. Pesa 14,17 g ed è dotato di una resistenza di taratura a shunt commutata a distanza. I modelli /G della serie Short S integrano la stessa funzione nel rotore.

Con la serie SR/ERT, l’encoder eroga da 256 a 512 impulsi per giro in quadratura con un impulso di indice; le versioni T aggiungono uscite di velocità ± 10 V e di posizione da 0 a 10 V. La velocità di rotazione, la posizione angolare e il senso di rotazione vengono così registrati insieme alla coppia.

Procedura

  1. 01

    Applicare gli estensimetri alla puleggia

    Un ponte di estensimetri viene incollato sulla puleggia di serie, che viene poi tarata in coppia.

    Servizi di applicazione estensimetri
  2. 02

    Montare il collettore rotante

    Il rotore si fissa all’estremità dell’albero con due vite; i fili del ponte vengono saldati ai suoi morsetti. Lo statore è trattenuto da un fermo antirotazione flessibile.

    Collettori rotanti in fondo albero serie S
  3. 03

    Amplificare lato rotante

    Un AMP-SG-M1 tra il ponte e il rotore, oppure un modello Short S /G con l’amplificatore nel rotore, invia ± 10 V attraverso le piste.

    Amplificatore per estensimetri AMP-SG-M1
  4. 04

    Registrare

    I fili dello statore vanno al sistema di acquisizione dati; la taratura con shunt verifica il fondo scala prima della prova. Un encoder SR/ERT aggiunge velocità e angolo.

Risultato

La coppia sulla puleggia, misurata sulla puleggia stessa mentre la trasmissione accessoria è in funzione, con velocità e angolo quando il collettore rotante integra un sensore di rotazione. I cuscinetti sono lubrificati a vita e il gruppo è sigillato contro la polvere: il collettore rotante non richiede manutenzione ordinaria.

Domande frequenti

Come si misura la coppia su una puleggia di cinghia dentata?

Un ponte di estensimetri è incollato sulla puleggia rotante e un collettore rotante in fondo albero trasmette il segnale del ponte al sistema di acquisizione dati.

Quale collettore rotante si adatta in fondo a una puleggia accessoria?

Un collettore rotante serie S o Short S, da 4 a 10 canali, 12 000 giri/min. La serie Short S misura da 22,15 a 36,3 mm di lunghezza; la serie S richiede da 30 a 38 mm.

Serve un amplificatore tra gli estensimetri e il collettore rotante?

Non sempre: le piste in metallo prezioso mantengono la variazione di resistenza di picco a 0,1 Ω. Quando il segnale è debole o l’ambiente è rumoroso, un AMP-SG-M1 lato rotante, oppure uno Short S /G con l’amplificatore nel rotore, invia ± 10 V attraverso le piste.

È possibile registrare la velocità della puleggia insieme alla coppia?

Sì, con un collettore rotante SR/ERT. Il suo encoder o resolver misura la velocità di rotazione, la posizione angolare e il senso di rotazione senza utilizzare alcun canale del collettore rotante.

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