如何將傳感器連接到 Instron 系統:四種方法

Instron 使用者可以將協力廠商感測器和傳感器整合到其測試系統中,例如應變、溫度、壓力、位移或電阻。將感測器和傳感器連接到 Instron 測試系統的四種最有效方法是:

  • 類比(0–10 伏特)訊號
  • 合理化連接(推薦)
  • 自訂多項式校正
  • 透過協力廠商設備取得原始和數位資料

類比(0–10 伏特)輸入方法

類比訊號可能是最簡單的,並且可以使用 2210-877 BNC 轉 25 針腳轉接線直接連接到任何 25 針腳 感測器調節模組 (SCM)。大多數具有類比輸出的裝置都使用 BNC 同軸扭鎖連接,並且是外部供電或調節。

| Instron 用於 0-10 V 類比輸入的 BNC 轉 25 針腳轉接線
BNC to 25-pin adapter cable for 0-10 V analog input
| Instron 感測器調理模組(SCM)與擴充盒
Sensor conditioning module (left) and Instron expansion box with eight additional SCMs

合理化方法(最直接且推薦)

Instron 可以在傳感器上安裝一個帶有 Cal & ID 板的 25 針腳連接器,以連接到任何 SCM。這使其可以輕鬆連接到控制器,並提供來自 Bluehill® Universal 軟體的自我識別和自動校正。傳感器的電源由機台 25 針腳連接提供,通常是低電壓 (mV) 交流電。

自我識別會告知軟體傳感器的類型(力、應變、壓力等)和容量。這使得可以輕鬆設定測試方法和進行超限保護。

自動校正允許對傳感器進行軟體校正和線性化。這會校正傳感器到控制器電子設備,以便在測試期間提供準確的測量。

應變計需要外部橋式補償。對於通常鍵合到複合材料試樣的單個應變計(四分之一橋),Instron 2210-891/892 橋式補償轉接器為鍵合的應變計和到機台的合理化 25 針腳連接器提供快速連接。

自訂轉接器可用於完成半橋配置,以及用於全橋的轉接器,這主要是應變計快速連接的便捷方式,因為不需要橋式補償,並且它提供到機台的合理化連接。

注意:合理化服務需要在位於美國麻薩諸塞州諾伍德的 Instron 工廠完成。

| Instron 帶橋式補償的 Instron 應變計轉接器
Instron strain gauge adapter with bridge completion

傳感器方法的自訂多項式校正

可提供自訂版 Bluehill Universal(CP139390),用於單一換能器的三次多項式(第三階)校正。標準校正會在兩點之間將換能器線性化(第一階):零點與滿量程(夾式引伸計),或零點與半量程(荷重元)。多項式在許多產業中用於提升換能器的線性度。

Instron 荷重元專為材料測試而設計,安裝在機台上,主要在理想的環境中。此功能適用於使用 Instron 設備測試非 Instron 荷重元的客戶,其中 Instron 荷重元是「已知良好」的測量值。使用者在傳感器對話方塊中輸入三個係數,供軟體在建立校正檔案時使用。

該圖示顯示了一階和三階多項式的範例。

外部數位資料輸入方法

Comparison of first and third order polynomial calibrations

外部原始資料和數位資料都需要協力廠商設備來源匯入到 Bluehill。數位資料表示為離散值。控制器將類比輸入轉換為數位資料,以便讀取到軟體中並儲存在電腦上。著重於材料測試中使用的傳感器,最常見的是用於測量線性或旋轉位移的編碼器。

其他範例包括用於溫度、壓力、加速度、光、濕度等的感測器。挑戰在於,在數位資料的這種情況下,我們不是指數位脈衝,其中每個脈衝等於測量值的一些增量。我們希望向軟體報告實際值,而不是計算脈衝。

在荷重元製造流程中,Instron 使用 HBM 的 QuantumX MX430B(四通道量測放大器),可透過電腦的 USB COM 連接埠直接與 Bluehill Universal 通訊。此 QuantumX 與 Bluehill Universal 的整合可作為自訂項目提供(CP136632)。HBM 的四個通道在 Bluehill 中設定為「已命名換能器」,並可選擇取樣率以及濾波類型與頻率(包含「無濾波」),以提供原始資料。QuantumX 系列中亦有其他裝置可接收數位資料。

Instron 系統的數位資料是什麼?

  • 數位資料是指表示物理測量值(例如,力、位移、溫度)的離散數值。
  • 它不僅僅是數位脈衝流(例如,來自正交編碼器),而是以數位方式傳輸的實際測量值。
  • 數位資料通常由控制器從類比訊號轉換而來。

為什麼數位資料很重要

  • 精確度:數位資料避免了類比訊號衰減。
  • 整合:支援使用先進的感測器(例如,編碼器、溫度感測器)。
  • 靈活性:支援自訂設定中的非 Instron 傳感器。

關於外部原始資料的注意事項

原始資料未經校正,因為校正的動作會使其線性化,並且從類比訊號轉換為數位訊號本質上會導致一些篩選,因此它將不再是「原始資料」。透過 Instron 控制器引入的所有資料都必須經過校正。

將傳感器連接到 Instron 系統的方法摘要

HBM configuration in Bluehill Universal software

類比(0–10 伏特)訊號

  • 簡單且直接
  • 需要 BNC 轉 25 針腳轉接器
  • 需要外部電源

合理化連接(推薦)

  • 使用帶有 Cal & ID 板的 25 針腳連接器
  • 在 Bluehill Universal 中啟用自我識別與自動校正
  • 支援帶橋式補償轉接器的應變計

自訂多項式校正

  • 主要用於非 Instron 力傳感器
  • 支援三階多項式校正以提高準確性
  • 在與「已知良好」的 Instron 荷重元進行比較時很有用

透過協力廠商設備取得原始和數位資料

  • 需要像 HBM QuantumX MX430B 這樣的裝置
  • 目前需要自訂版本的 Bluehill Universal
  • 透過可配置的篩選和取樣率支援原始資料

Instron 的轉接器、軟體和校正選項生態系統專為靈活性而打造。無論您使用的是非 Instron 引伸計、荷重元還是環境感測器,都有適合您需求的解決方案。

您是否有獨特的感測器或實驗室資料工作流程?請告訴我們——我們將幫助您從測試設備中釋放更多價值。

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