Kuvvet Sigortası

[Tagli]

Konu elektronikle ilgili olmadığı için bu bölüme yazdım.

Aradığım şey elektrikteki akım sigortasına benzer ama mekanik birşey. Yani ince bir tel, mesela 10 newton üzerinde bir çekme kuvvetine maruz kaldığında kopacak. Bu şekilde hazır bir ürün var mıdır piyasada?

Elimde hassas bir kuvvet sensörü var, amacım buna bir zarar gelmesini engellemek. +-10 N ölçüm aralığı olan bu cihaz sınırlarının %50 fazlasında bir kuvvete maruz kaldığında kırılıyor. Pahalı da birşey, kırılmaması için bir güvenlik önlemine ihtiyacım var.

Şimdilik benim için öncelikli olan çekme kuvveti. Ama tek bir mekanik sigorta ile hem çekme hem basma güvenliği sağlansa daha hoş olur tabi.

Belki mekanik konum sınırlandırmalı yaylı bir düzenek de iş görebilir. Bu durumda, aşırı yük altında kopmak yerine gerilmeyi kendi taşımaya başlar.

[MC_Skywalker]

Şok emiciler işini görbilir belki. Festo da birçok çesit mevcut.

[Tagli]

Yanlış anlamadıysam onlar sönümleyici, yani darbe etkilerine karşı koruma sağlıyorlar. Ben statik yüklenme karşısında da güvenlik sağlayabilecek bir ürün arıyorum.

[Klein]

kuvvet sensörü çubuk tip loadcell ise, aklımdan geçen bir yol var. ama çözüm olup olmayacağına emin değilim.
Aşağıdaki resimdeki gibi bir  düzenek kurulur. ayarlanacak limitin az üstünde bir ağırlık bağlanır. Ters yöndeki vida sıkılarak göstergenin tam limite kadar düşmasi sağlanır.



Sıcaklık farklarından veya farklı sebeplerden vidaların uzaması veya kısalması durumu değiştirebilir. Ama biraz toleranslı ayarlanırsa iş görür sanırım.

[Tagli]

Bendeki sensör aşağıdaki resimde en soldaki:



Sensör hem basma hem çekme kuvvetini ölçebiliyor ama şu anda görünen o ki ben bunu çekme kuvveti ölçmek için kullanacağım.

[ÜC]

Loadcell'e uygulanan kuveti ölçen bir indikatör veya kartın vardır. Bu kuvveti devamlı kontrol edip limiti aştığında çalışacak bir düzenek yapsan olmazmı ? Loadcell mekanik bağlantısını kesebilir veya sesli bir uyarı verebilirsin

[Tagli]

Hazır bir kart veya yazılım kullanmıyorum. Sensörle birlikte hazır bir amplifikatör de aldım ama çıkış voltajını newton cinsinden nasıl ifade edebileceğimi henüz tam çözemedim, üzerinde çalışıyorum. Ayrıca bu çıkışı okuyacak ve yorumlayacak olan kart ve yazılım da benim tasarımım zaten. Bu sebeple, güvenlik işini yazılıma bırakmak istemiyorum.

[Klein]

sınır aralığın çok keskin değilse biraz tolerans var ise  ve  sensör çıkışını tam skala kullanmıyorsan ( yani bir miktar ekstra ağırlığa tahammülün varsa) bir çözümüm var.

yükü ve sensörü doğrudan kuple etme. arada iki mıknatıs olsun. mıknatısların yapışma kuvveti sınırına yakın olsun. Yük artınca mıknatıs bıraksın. 

[Tagli]

Bu olabilir. Peki istediğim aralıkta yapışma kuvveti olan mıknatıs çiftini nasıl bulabilirim?

[Klein]

Biraz deneme yanılma olur sanırım. Eğer çift mıknatıs güçlü gelirse , birini mıknatıs diğerini demir yapabilirsin.
Hatta tutunma yüzeyini küçülterek belki kalibre edebilirsin.

http://www.miknatis.com.tr/

Adamlar "Firmamız Mıknatıs (magnet) ve seperatörde uzmandır." yazmış sayfalarına. Belki bir fikir verirler.

[Analyzer]

Selam,

İstediğiniz şey aslında bir mekanik sigorta. Genelde preslerde bu düzenekler kullanılıyor. Mantığı basit, örn. 10 tonluk bir presiniz var. Ancak ürettiğiniz muhtelif ürünler 5 ila 8 tonda şekil alıyor. Daha fazla uygulanan kuvvette kalıbınız zarar görüyor. Kalıbın altına yatık ] şeklinde bir "sigorta" koyarsınız. Bu ] şeklindeki malzemenin kesitini de tesviye ile düşürürsünüz. Yani malzemenin kenarları 30 mm gelir iken ortasını frezeler 12 mm e düşürürsünüz. Pres 8 tonun üzerinde yük uyguladığında bu parça kırılır ve kalıp korunmuş olur.

Çekme kuvveti için de aklıma çekme dayanımı deneyi geliyor. http://w3.balikesir.edu.tr/~ay/lectures/iy2/lecture2.pdf Burada daire kesitli malzemeye çekme kuvveti uygulanıyor ve bir yerden sonra malzeme kopuyor. Eğer ölçüm yapacağınız kuvvet ile sensör arasına bir malzeme bağlayabiliyorsanız, bu yöntem size çok uygun gelir. Araya daha önce tespit ettiğiniz kalınlıkta, plastik uzaması en az miktarda olan bir malzeme koyarsanız. Kuvvet belli bir noktayı geçince aradaki malzeme kırılır, sensör korunmuş olur.

Bu tip malzeme için belki balık avında kullanılan misinalar kullanılabilir. Dayanımı az olan ince misinalar işinizi görür, hem de ekonomiktir. Kullanacağınız makarayı bir kez test edersiniz. İyi bir marka kullanıyorsanız, kesit alanı ve dayanımı aynı olur. Hem ambiyans sıcaklığından da çok etkilenmezsiniz.

Analyzer

[Klein]

Sensörle birlikte hazır bir amplifikatör de aldım ama çıkış voltajını newton cinsinden nasıl ifade edebileceğimi henüz tam çözemedim,

Hazır amplifikatör aldıysan , muhtemelen 0-10V çıkışlıdır. Amplifikatörü kalibre ettikten sonra , kilogram cinsinden değeri bulursun zaten. Ondan sonrası kolay. bulduğun kilogram cinsi değeri 9,80665 e bölersin.

[Tagli]

Amplifikatör +-5 veya +-10 çıkışlı olacak şekilde ayarlanabiliyor. Ben +-5 olacak şekilde ayarladım ve bunu kendi yaptığım bir opamp devresinden geçirerek 0-5 aralığına getiriyorum. Elbette burada sinyal üzerinde bir bozulma oluyordur mutlaka ama şimdilik hassasiyet ikinci planda benim için.

Anladığım kadarıyla sensörün kendisi bir straingage ve yanında almış olduğum aynı marka amplifikatör bunun aynı zamanda sürücü devresi. Sensörün kalibrasyon sertifikası alışık olmadığımdan bana karışık geldi. En dikkatimi çeken sayı yaklaşık 1.2 mV/V olan değer oldu. Bu değer yanılmıyorsam tam yükte (10 N) excitation voltage (tahrik gerilimi?) başına çıkış gerilimi anlamına geliyor. Amplifikatör sabit 2.5 volt tahrik gerilimi uyguluyor. Ancak amplifikatörün de hassasiyeti DIP switch'ler ile seçilebiliyor ve bir trimpot ile ince ayar yapılabiliyor. Bu kısım kafamı karıştırdı. Çünk bu değerin de birimi aynı, fabrika çıkışında 1.5 mV/V olarak ayarlanmış.

Aklıma gelen, (1.2 * 2.5 / 1.5) şeklinde hesap yapmak (çıkışta benim devrenin olmadığını varsayarsak). Ancak henüz bu hesabı kontrol edebileceğim bir yük bulamadım. Kütlesini bildiğim bir cisimle test etmem gerekiyor. Bunu yakın zamanda yaparım sanırım.

[Klein]

Evet 1.2mV/V hakkındaki tahminin doğru.Tahrik geriliminden anladığım, yük hücresinin köprüsüne uygulanan besleme gerilimi. Bu durumda gerilimin  2.5V ise , tam yükte çıkıştan 3mV alırsın. 
Amplifikatörün hassasiyet ayarından kasıt muhtemelen amplifikasyonudur.
Eğer doğru anlamış isem, amplifikatörü 1.5mv/V ayarlarsan yam yükte çıkıştan 2V görmen gerekir.