在线执行器中压力反馈时测量

介绍

使用线性执行器的成功自动化进程可以受益于将力反馈结合到控制回路中。事实上，大多数运动专家都熟悉电气或液压系统中的力的电反馈或压力反馈的概念。

监控力反馈可以改善过程控制，帮助维护一致的产品质量，保护资本设备。这里的重点将在电动执行器中反馈，常用方法测量和监测力施加到电动线性致动器并进行比较各方法的优点。

使用电动机电流值和制造商的常数计算电动机扭矩是否更好，或者从施加负载的负载电池换能器中测量电信号的电信号？虽然开环系统可能更简单并且需要较小的初始投资，但闭环系统可以提高控制工业过程的精度。

希望从开环系统中监控电机电流切换到测量由负载电池产生的电输出信号的设计人员会发现它易于将杆端装载电池改装到电动缸上。在这样做的情况下，一旦将杆端负载电池加到组件中，就需要考虑执行器的对准和适合。

在指定初始系统时，设计人员可以从选择具有内部负载电池的电动执行器中受益。此选项是一种实用的解决方案，可提供最佳对准，负载电池传感器保护，并简化从执行器到控制的电缆路径。

为什么监控力量反馈很重要？

过程控制

涉及工业自动化时，力量反馈可以实际上制造或打破产品。应用程序通常需要执行器按规定的力按或保持。如果未施加所需的力，则可以不成功完成设定过程。例如，在注塑应用中，线性致动器通常用作夹紧装置，将压板保持在一起。准确的力反馈可以确保实现目标力（并且不超过）。未能满足所需的力量可能导致耐受性组件。在该示例中，必须在注入腔中的塑料材料之前确认规定的夹紧力。

保持一致的质量

组合力反馈与统计过程控制技术使运营商能够识别过程何时从名义上培训并采取纠正措施。

考虑一个必须维护规定力的过程，以按压贴合。异常或远离标称趋向的力值可以指示朝向耐受性的过程。强制反馈使运营商能够监视此差异以对过程进行预先清除更正。

保护资本设备

在某些应用中，生产机器的保护可以是一个问题，特别是在高负荷应用中，工艺故障可能导致设备，伤害和昂贵的停机时间造成不可挽回的损坏。随着可以施加高达100,000磅的致动器的可用性，很容易理解为什么需要过载保护。监测力反馈可以帮助防止设备和产品损坏。

监测力的常见方法

使用电机电流监视输出负载值

确定螺杆驱动的线性致动器中的施加力的常用方法是基于电动机的输入电流计算它。这是一种成本效益和方便的方法，因为通常不需要额外的设备，但它确实有局限性。

使用该方法来确定由致动器施加的力开始于电动机输出扭矩的计算。估计该值*使用电机的扭矩常数和电机汲取的电流使用以下公式：

K._T.*：IN-LB / AMP扭矩常数

T：IN-LB电机扭矩

答：安培电流

T = K._T.• 一种

* K._T.电动机制造商公布的价值可能变化±10％

一旦确定了电机的输出扭矩，致动器的输出力就会成为以下内容：

T：IN-LB电机扭矩

L：螺丝引线

E._F：螺杆效率％

驱动力=（2π•T•e_F/ L.

注意，该计算假定电机直接耦合到电源螺钉。如果电动机通过带或齿轮箱通过齿轮减少连接到动力螺杆，则必须考虑任何机械优势，以及相应的效率损失。

虽然使用电动机电流可能更昂贵而更方便地将电动机电流推断出由执行器施加的力，但必须仅考虑估计值，因为它从理论值计算。例如，电机常数值可能变化，所发布值的多达±10％。另外，由于磨损，未对准和其他因素，致动器螺钉的假设效率可能随时间变化。

使用负载单元传感器监控输出负载值

使用负载电池以确定螺杆驱动的线性致动器中的施加力是优选的方法，因为它测量施加在施加的致动器处的载荷。

用施加的力直接放置的装载电池将微小物质畸形转换成电输出信号，其值与实际施加的负载成比例。当在应用点测量负载时，精度可以高达±1％。

杆端载荷电池是一种常见的称重传感器，可以容易地改装到致动器。当他们的名字表明时，它们旨在拧到执行器的杆端。当结合这些称重传感器时，必须注意称为传感器和施加的力的对准。为了精确测量，必须轴向施加到负载电池的力。任何偏离轴或横向力将导致负载单元格报告不正确的读数。如果未对准是严重的，可能会发生对设备的永久性损坏。

由于杆端负载电池通常安装在致动器杆的连接和适用的工具之间，因此必须在系统中接受这种增加的长度。在某些情况下，这些住宿或设计可能是不可能的。此外，必须在整个运动范围内固定控制器到控制器的电缆。即使电缆扎带捆绑它们，长电缆也不是理想的，因为它们可以变得纠缠并干扰系统的自动移动。

在闭环系统中，通过控制器处理来自负载电池的反馈，以便对提供给电动机的电流进行连续调节，确保执行器施加正确的力。闭环力反馈系统可以是实际施加力的±1％的准确性。这是对使用外推值估计的负载的准确性的巨大改进，因为它基于实际力的测量。

内部负载单元选项

Edrive很自豪能够提供具有能够在两个方向上测量力的内部负载电池的执行器。具有内部载荷电池的执行器对EDRIVE是独一无二的，并通过替代力监测选项提供不同的优势。通过设计，Edrive的负载电池仅寄存在与执行器轴向对齐的那些力;因此，施加到杆端的横向力将不会被传递到负载电池。这确保了最高的准确度。

将负载电池集成到致动器中也显着更实用。来自EDRIVE的所有负载电池执行器都带有一个行业标准多针连接器，位于执行器的主体上。这消除了通常在使用杆端负载电池时看到的动态电缆管理相关的问题。它还确保了更紧凑的单元并保护负载电池免受环境。

EDRIVE是唯一提供能够进行双向力反馈的内部负载电池的唯一制造商，该反馈允许用户在延伸和缩回执行器时测量力。消费者系列执行器可提供此功能，额定推力容量范围为1000磅。到100,000磅。有关更多信息，请查看HDL和STL执行器在线。

联系Edrive Actuators，Inc。获取更多信息。