精准测量的关键 | 标定测量链的三个步骤 原创

使用CFW压电力垫圈的力分流测量

力垫圈安装时需要加载预应力，这同样适用于CFW 压电力垫圈。安装后，力垫圈在分力模式下工作，即部分力不再通过传感器，而是通过预应力装置，例如CPS预应力套件。

预应力装置会对测量链的灵敏度造成影响。例如，当采用CPS套件时，CFW压电力传感器灵敏度降低了7-12%。安装后，应对力垫圈进行标定，以获得可靠的灵敏度。

采用标准力传感器进行标定

标定传感器的方法之一是采用标准力传感器。这需要一个力传感器和一个放大器。基于应变原理的标准力传感器 (C18, Z30A 系列) 特别适合这种方法。工业用力传感器，例如S9M也可以使用。

在选择标准力传感器时，你必须知道，被标定的力传感器精度不可能超过标准力传感器的精度。

标定测量链的三个步骤

如上所述，压电力垫圈 (CFW) 在安装后，传感器需要进行标定。这意味着，在标定后，安装条件不能改变，尤其是需要加载预应力时。

在标定时，需要考虑三个步骤：

• 安装后需要测量传感器灵敏度：当力加载到传感器上，压电力传感器将产生电荷。灵敏度可以通过以下等式计算出 (灵敏度 = 电荷/力).
• 设置电荷放大器：CMD600数字电荷放大器的量程可以自由调整的。上述的灵敏度在助手软件中就可以计算出。为了保证分辨率，量程必须进行设定。
• 验证结果：我们推荐您再次比对标定测量链和压电测量链的区别。

我们假设您传感器已经被安装，并且已经加载了预应力。预应力可以通过力垫圈直接测量。厂方的标定证书即用于此目的。调整CMD600，并提高预应力到期望值。最小为10%的额定量程。当使用CMD600电荷放大器时，需要连接电脑，并使用CMD Assistant软件进行设置。请参考CMD600使用说明书。设置传感器灵敏度为1， 使用这个设置来测量电荷。

按以上所述来配置 CMD:灵敏度为 1 ，来测量传感器的电荷信号。

CMD的灵敏度安装制作证书上设定(4.3 pC/N). 使用的是CFW/50 kN，使用了稍高的预应力

步骤1：安装后测量传感器的灵敏度

连接传感器到电荷放大器，必须保证测量链中的所有部件和周围温度一致。标定过程必须在连接后两个小时后才能进行，以便进行磨合。定位标准传感器，以保证完整的力通过它（防止分力产生）。

力垫圈的标定过程。一个基于应变的力传感器和一个加载了预应力的CFW。一台 MGCplus放大器，S9M为其提供信号。当要求很高时，我们推荐标准力传感器。力同时加载到S9M和压电力垫圈上。这只是一个案例，实际应用中，有很多标定方法，例如通过力机来产生标准力，并通过CFW来监控。

很重要的一点是选择合适的量程。 用您想产生的力乘以4 pC/N。来进行量程设定，再加上20%的余量。例如，希望的力是500 N，乘以4 pC/N，其信号大约是2000 pC (4pC/N * 500 N = 2000 pC)。加上 20%余量，我们设定其测量范围为2500 pC。

标定的力值不能小于测量最大值的30 %以保证精度。另外需要防止过载，因此重启标定时，一定要重新设置两个测量链。加载到测量设备上的力（通过标准测量链）的值会立即显示在运行CMD Assistant 软件的电脑上。

传感器的灵敏度通过以下等式获得：

您同样可将此标定过程用于其他测量量 （质量, 扭矩等)。在这个案例中，你可以获得以下结果：

使用 CMA 放大器时，我们推荐标定整个测量链。为此，直接测量电荷放大器输出电压，测量链的灵敏度为：

步骤2：设置放大器

灵敏度可以在CMD Assistant软件中设定。 在「传感器灵敏度」栏中设定。然后您可以定义「物理输入范围」，这是个测量范围，输入你希望测量的最大力。如果以后有一个更大的力，CMD不会提供电压输出。使用CMA模拟电荷放大器，缩放需要在后端仪表中执行。

设定CMA. 按以上计算，灵敏度为 3.801 pC/N ，应用的测量访问为500 N. CMD 对应 500 N 的输出为 10 V。

步骤 3: 验证

在完成所有设定后，我们推荐你再次和标准测量链进行对比。再次加载，并比对两个测量链。

两个测量链之间的差别非常小，即使在部分负载范围内，两个都有非常优异的线性

官网：

<HBM应变片：应力测试测量优选>

<HBM称重传感器：称重精度，久经验证>

<HBM力传感器： 应变和压电两种测量技术>

<HBM扭矩传感器和转矩传感器>

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