Gyakran felmerül a kérdés: milyen tartományban érdemes használni egy erőmérőcellát ahhoz, hogy a mérés pontos és megbízható legyen? Emellett az is fontos szempont, hogy a különböző konstrukciójú erőmérőcellák – például az S- és R-típusú kivitelek – milyen vizsgálati feladatokhoz ideálisak.

Az alábbiakban röviden bemutatjuk, milyen erőmérőcella-típusok léteznek, és milyen szempontok alapján érdemes kiválasztani a megfelelő mérési tartományt.

Meddig használható egy erőmérőcella a mérési tartományában? – és milyen típusok léteznek

Az anyagvizsgálati rendszerek egyik legfontosabb eleme az erőmérőcella (load cell), amely az alkalmazott erőt a rugalmas alakváltozás mérésével határozza meg. A cellában elhelyezett nyúlásmérő bélyegek a terhelés hatására kialakuló deformációt elektromos jellé alakítják.

Mekkora tartományban használható egy erőmérőcella?

Egy erőmérőcella névleges terhelése (FN) határozza meg azt a maximális erőt, amelyre a szenzor kalibrálva van. A gyakorlatban azonban a mérés pontossága érdekében nem a teljes tartományt használjuk.
Általános ajánlás szerint az erőmérőcellákat a névleges terhelés 10–100 %-a között célszerű használni. Ebben a tartományban biztosítható a legjobb mérési pontosság és reprodukálhatóság.
Ha az alkalmazott erő ennél lényegesen kisebb, a mérési felbontás romlik, míg túlterhelés esetén a cella mérési tulajdonságai megváltozhatnak.

Túlterhelési lépcsők:
• Maximális túlterhelés: jellemzően a névleges terhelés kb. 120–150 %-a, amelynél még nem romlanak jelentősen az erőmérőcella méréstechnikai tulajdonságai.
• Törési erő: általában a névleges terhelés 300 %-a vagy több, amely felett a cella mechanikailag károsodik.

Ezért nagy erőtartomány lefedéséhez gyakran több különböző névleges terhelésű erőmérőcellát használnak egy vizsgálógépben.

Mikor érdemes másodlagos erőmérőcellába befektetni?

Abban az esetben, ha egy vizsgálógépet jelentősen eltérő erőtartományokban kell használni – például kis erővel végzett anyagvizsgálatok és nagyobb terhelésű tesztek esetén –, érdemes megfontolni egy másodlagos erőmérőcella alkalmazását. Mivel az erőmérőcellák a legjobb pontosságot jellemzően a névleges terhelésük 10–100 % közötti tartományában biztosítják, egy kisebb névleges terhelésű kiegészítő cella jelentősen javíthatja az alacsony erőknél végzett mérések pontosságát.

A több erőmérőcellás kialakítás különösen előnyös a Hegewald & Peschke vizsgálógépek esetében, ahol a rendszer kialakítása kifejezetten támogatja a gyors és biztonságos cellaváltást.

A több erőmérőcellás konfiguráció előnyei:

1. Nincs szükség kábelek ki- és bedugására
   Az egyes erőmérőcellák külön foglalattal rendelkeznek a kontrolleren, így a felhasználónak nem kell a kábeleket folyamatosan csatlakoztatnia vagy eltávolítania.
   Ez nemcsak a munkafolyamatot teszi egyszerűbbé, hanem jelentős műszaki előnyökkel is jár:

• csökken a csatlakozók mechanikai kopása és sérülésének kockázata
• nincs szükség a kezelő részéről a szakítógép elektromos rendszerének megbontására
• ez biztonságtechnikai és készülékvédelmi szempontból is fontos

2. Gyors csatlakozás a fő erőmérőcella alá
   A másodlagos erőmérőcella közvetlenül a fő erőmérőcella alá csatlakoztatható, így használatához nincs szükség a fő cella leszerelésére.
   A kapcsolat gyorscsatlakozós megoldással történik, ezért a másodlagos cella néhány mozdulattal beilleszthető a megfogási láncba. Ez jelentősen csökkenti az átállási időt és növeli a vizsgálatok hatékonyságát.
3. Intelligens túlterhelés-védelem több cella esetén
   Mivel a két vagy több erőmérőcella élő csatornán keresztül folyamatosan csatlakozik a készülék kontrolleréhez, a rendszer képes felismerni a potenciálisan veszélyes helyzeteket.

Ha például a felhasználó tévedésből nagyobb erőtartományú cellával indít vizsgálatot úgy, hogy a kisebb teherbírású cella még a megfogási láncban maradt, a rendszer automatikusan letiltja a túlterhelést.

Ez a megoldás nemcsak a berendezést védi, hanem a mérőcellák élettartamát is növeli.

4. Biztonságos és rendezett erőmérőcella-tárolás
   A gyártó a több erőmérőcellás konfigurációhoz erőmérőcella-tároló depót szerel a keresztfej mögé. Ez lehetővé teszi, hogy a használaton kívüli cellák biztonságosan és rendezetten legyenek elhelyezve.

A megoldás további előnyei:

• a csatlakoztatott erőmérőcellák kábelei esztétikusan és rendezett módon vezethetők
• a kábelek mindig együtt mozognak a keresztfejjel, így nem akadályozzák a vizsgálatot
• használaton kívül a cellák nem lóghatnak a kábelüknél fogva, ami jelentősen csökkenti a mechanikai sérülés kockázatát

Szabó Tamás
GRIMAS Kft.