Misura delle forze e dei momenti netti su una macchina con quattro celle di carico triassiali

Q: Quante celle di carico compongono una piattaforma di forza e momento?

Four three-axis load cells, three bridge outputs each. The twelve readings give the three net forces and the three net moments on the system.

Q: È possibile leggere le forze nette senza post-elaborazione?

Yes. A JB3 junction box combines the signals of up to four three-axis load cells into three force channels, Fx, Fy and Fz. The net moments need the twelve channels.

Q: Qual è la capacità di forza della piattaforma LP-3030?

15 kN, 45 kN or 75 kN, by the load cells fitted. It is built with four TR3D-A load cells between two aluminum plates.

Q: Qual è la differenza tra i box di giunzione JB3-P e JB3-A?

The JB3-P is passive and connects to a three-channel strain gage module like a single three-axis load cell. The JB3-A adds strain gage amplifiers and gives ± 10 V on its three outputs, powered by a PS-DC or PS-AC unit.

Forze nette Fx Fy Fz
Momenti netti Mx My Mz
Forza su ogni cella

Celle di carico triassiali sotto la base di un robot, alla coppa superiore di un montante e sotto supporti motore. Disegni Michigan Scientific.

In sintesi

Una singola cella di carico triassiale misura tre forze e supporta momenti limitati. Quattro di queste celle tra l’attrezzatura e una base rigida, o tra le due piastre della piattaforma di carico LP-3030, supportano forze e momenti maggiori. Le loro dodici uscite di ponte forniscono le tre forze nette per sommazione e i tre momenti netti per differenze algebriche moltiplicate per l’interasse delle celle. Un coffret SGA12A condiziona i dodici canali; una scatola di giunzione JB3 li riduce a tre canali di forza.

12: uscite di ponte degli estensimetri di quattro celle di carico triassiali
15, 45 o 75 kN: capacità di forza della LP-3030, secondo le celle di carico montate
3: canali di forza all’uscita di una scatola di giunzione JB3

Percorso del carico

L’apparecchio in prova è imbullonato alla piattaforma; la piattaforma poggia su quattro celle di carico triassiali, A, B, C e D, agli angoli di un rettangolo di larghezza W e lunghezza L. La piattaforma e la base sono sufficientemente rigide perché ogni cella sostenga solo forze, senza momento locale. Tutti i momenti sul sistema sono quindi assorbiti dalle tre forze misurate su ogni cella.

L’insieme aumenta anche la capacità in forza: celle di carico in parallelo hanno una capacità complessiva pari alla somma delle loro capacità su ogni asse.

Quattro celle di carico triassiali agli angoli di una piattaforma rigida, distanti W in larghezza e L in lunghezza. Fx, Fy e Fz sono somme delle letture; Mx, My e Mz derivano da differenze algebriche moltiplicate per W/2 o L/2.

Strumentazione

Celle di carico	quattro TR3D standard, scelti in base alla capacità in forza, alla capacità in momento e allo spazio disponibile; da 1,1 a 444 kN per asse sulla serie
Piattaforma LP-3030	quattro TR3D-A tra una piastra superiore in alluminio e una piastra inferiore in alluminio, griglia di fori filettati sulla parte superiore; 15, 45 o 75 kN
Montaggio	fissati all’apparecchio o a piastre su misura progettate e lavorate da Michigan Scientific
Uscite	dodici ponti di estensimetri, tre per cella
Amplificatore	SGA12A, dodici canali, alimentazione del ponte ± 5 V o ± 2,5 V, uscita ± 10 V per canale, taratura a shunt remota
Scatola di giunzione	JB3-P passiva, uscite dei ponti combinate in parallelo · JB3-A amplificata, ± 10 V su tre canali, alimentata da un’unità PS-DC o PS-AC

Calcolo

Le forze nette sono somme; i momenti netti sono combinazioni algebriche attorno al centro del piano delle quattro origini di misura, come nella nota tecnica Michigan Scientific. I segni dipendono dalla posizione di A, B, C e D.

Fx = fxA + fxB + fxC + fxD, e analogamente per Fy e Fz.
Mx, rollio: differenze delle letture di fz in larghezza, moltiplicate per W/2.
My, beccheggio: differenze delle letture di fz in lunghezza, moltiplicate per L/2.
Mz, imbardata: differenze delle letture di fy moltiplicate per L/2, più quelle delle letture di fx moltiplicate per W/2.
W e L sono misurate tra le origini di misura delle celle, che dipendono dal modello.

Procedura

01

Scegliere quattro celle di carico

In base alla capacità di forza, alla capacità di momento e allo spazio disponibile.
Celle di carico triassiali TR3D
02

Montarle tra due piastre rigide

Ogni cella caricata solo in forza. La LP-3030 viene fornita assemblata.
03

Condizionare i dodici ponti

Un box SGA12A per le quattro celle, ± 10 V per canale verso il registratore; taratura con shunt su ogni canale prima della prova.
Box amplificatore SGA12A
04

Calcolare, oppure sommare nella JB3

Dodici canali registrati per le sei componenti; oppure un box JB3 per le sole tre forze nette, con un circuito di regolazione della sensibilità su ogni ingresso che equalizza le celle.

Risultato

Le tre forze nette e i tre momenti netti sul sistema, a partire da quattro celle di carico triassiali standard. Con un box di giunzione JB3, le tre forze nette sono disponibili direttamente su tre canali.

Domande frequenti

Quante celle di carico compongono una piattaforma di forza e momento?

Quattro celle di carico triassiali, con tre uscite di ponte ciascuna. Le dodici letture forniscono le tre forze nette e i tre momenti netti sul sistema.

È possibile leggere le forze nette senza post-elaborazione?

Sì. Un box di giunzione JB3 combina i segnali di un massimo di quattro celle di carico triassiali in tre canali di forza, Fx, Fy e Fz. I momenti netti richiedono i dodici canali.

Qual è la capacità di forza della piattaforma LP-3030?

15 kN, 45 kN o 75 kN, a seconda delle celle di carico installate. È costruita con quattro celle di carico TR3D-A tra due piastre in alluminio.

Qual è la differenza tra i box di giunzione JB3-P e JB3-A?

Il JB3-P è passivo e si collega a un modulo estensimetrico a tre canali come un’unica cella di carico triassiale. Il JB3-A aggiunge amplificatori estensimetrici e fornisce ± 10 V sulle sue tre uscite, alimentato da un’unità PS-DC o PS-AC.