Рынок датчиков растет по всему миру. В промышленных процессах и изделиях появляется все больше и больше электрических нервных клеток, и процесс технических инноваций требует адаптированных дальнейших разработок. Автопром является красноречивым примером этого. Необходимость дальнейшей доработки датчиков транспортных средств еще более усиливается благодаря тенденции к созданию электромобилей и разработке моделей с самостоятельным вождением.
Картинная галерея
Картинная галерея с 12 картинками
Ввиду этих тенденций, требования к производительности и качеству этих инструментов возрастают. Эффективность производственного процесса должна идти в ногу с этим. Процессы испытаний, связанные с производством, имеют первостепенное значение. В случае датчиков давления, которые используются миллион раз, особенно в автомобильном секторе, основное внимание уделяется системам температурной компенсации для контроля точности. Калибровка датчиков в этом тестовом прогоне выполняется либо в потоке, либо в периодическом режиме.
Функциональные возможности обеих систем и критерии, на которых они основаны, поясняются ниже с использованием типов установок, которые Wika внедрила для себя и других производителей датчиков. С самого начала производства собственных датчиков Wika действовала по принципу последовательного проектирования всех необходимых процессов тестирования и построения соответствующих систем исключительно внутри компании. Wika также разрабатывает и создает системы для внешних заказчиков на основе собственных испытанных систем.
Встроенные тестовые системы для высокой степени автоматизации
Проще говоря, встроенные тестовые системы в основном рекомендуются для использования в массовом производстве с высокой степенью автоматизации, где важно короткое время цикла. Прежде всего, процесс калибровки и регулировки требует быстрого контроля температуры, стабильности при высоких температурах, быстрого обеспечения давления и точного контроля. Все процессы в системе, загрузка и разгрузка, контакт с датчиками и преобразование, выполняются полностью автоматически.
После установки на станцию перекачки датчики поступают в линейную систему. Они размещаются на держателях заготовок роботами, на которых они проходят через различные испытательные станции. Системы Wika работают с 20 тестовыми объектами на одного носителя. Распараллеливание зависит, в первую очередь, от размеров и режима контроля температуры тестируемого объекта, а также от времени цикла тестирования и требуемого времени цикла.
Процесс калибровки в температурных камерах
Последующий процесс калибровки происходит в нескольких, обычно от двух до четырех, последовательных температурных камерах с зонами предварительной температуры и регулировки. Температура калибровки определяется для каждой камеры, которая обычно составляет от -40 ° C до 140 ° C. В зоне балансировки камеры контроля температуры датчики подключены электрически и со стороны давления. Затем регулятор давления герметизирует тестируемые элементы и калибрует их. Устройства, используемые Wika, работают с точностью до 0,008% в диапазонах давления до 1050 бар (газ) или 3500 бар (нефть / вода). В случае нескольких датчиков на держателе заготовки измеренные значения считываются один за другим с помощью мультиплексора.
СОВЕТ КНИГИ Книга «Промышленные датчики» описывает разработку и практическое применение наиболее важных датчиков. Благодаря прикладному анализу ошибок измерительных систем, датчиков и сенсорных систем, каждый из которых дополнен множеством подробных, полностью рассчитанных примеров применения, книга подходит не только для студентов, но и для инженеров и техников из различных дисциплин. Добавить файл
Программное обеспечение производителя сравнивает измеренные значения с эталонным значением контроллера и определяет, насколько далеко выходные сигналы тестируемых объектов отклоняются от идеальной характеристики. Если спецификация не соблюдается, значения коррекции могут быть записаны в ASIC датчика с помощью программного обеспечения. Эта программа настройки установлена на отдельном устройстве, которое обменивается данными с контроллером и системным контроллером.
Такая встроенная система температурной компенсации может быть расширена при необходимости через линию фактической калибровки в «модульной системе». Дополнительные функции тестирования (герметичность, уплотнительное кольцо), лазерная маркировка и - в качестве последнего шага - разделение датчиков для упаковки могут быть интегрированы в качестве дополнительных станций.
Однако не все датчики подходят для процесса тестирования, описанного здесь. Решающим критерием является поведение при нагревании и охлаждении. Как правило, чем больше массы нужно темперировать, тем дольше длится процесс. Поэтому для промышленных датчиков давления или даже технологических датчиков с корпусами, технологическими присоединениями и кабельными разъемами встроенный процесс будет неэффективным. Иная ситуация для измерительных ячеек без датчика и датчиков давления с пластиковым корпусом. Они могут быть быстро отпущены в смысле короткого времени цикла.
Транспортная система с рельсами контроля температуры
Чтобы ускорить этот шаг, Wika разработала транспортную систему с так называемыми направляющими закалки для держателей заготовок в своих системах. С помощью этого запатентованного процесса датчики, которые размещены на держателе в металлических вставках, в очень короткое время доводятся до определенной температуры регулировки в дополнение к лучистому теплу / холоду посредством прямого контакта тепла / холода.
В идеале, в двух зонах камеры контроля температуры существуют однородные температурные условия. Однако это зависит от требований к температурной стабильности. Например, при требовании ± 1 ° C нет необходимости предпринимать какие-либо дополнительные меры предосторожности. Однако при значениях ± 0,5 ° C и выше испытуемые объекты в зоне регулировки следует экранировать, например, с помощью термостатированного испытательного колокола. Защитные устройства этого типа, установленные в системах Wika, обеспечивают стабильные условия калибровки.
безопасности
Что такое безопасность машины? Определение, стандарты и примеры
В дополнение к контролю температуры, встроенный процесс также зависит от надежного электрического контакта и контакта со стороны давления. Это может исключить типы датчиков, несмотря на подходящее температурное поведение, если их электрическое выходное соединение не соответствует полной автоматизации, например, датчики со свободными кабельными жилами. Однако даже в этом случае может быть достигнут компромисс, в котором оператор прикрепляет контактирующий адаптер к датчикам перед загрузкой держателей заготовки и снова удаляет их после полной калибровки.
Однако на практике такие датчики калибруются в периодической системе. Вторая модель системы температурной компенсации является наиболее распространенной. Он подходит для всех требований к испытаниям, которые не требуют высокой степени автоматизации и для которых фактор времени играет подчиненную роль. Пакетные системы могут одновременно вместить несколько сотен датчиков. Они подходят для серийного производства с меньшими количествами, в случае значительных расхождений в диапазоне измерений, присоединении к процессу и электрическом подключении, для пробных запусков перед серийным производством и для разработки.
Пакетная установка только одной температурной камеры
Периодическая система работает только с одной камерой контроля температуры для всех тестовых прогонов. Требуемые температуры калибровки приближаются один за другим. Обычно встречаются от трех до пяти уровней в диапазоне от -40 ° C до 140 ° C. Нарушения, например колебания температуры, могут быть максимально исключены в этой закрытой среде. По этой причине периодические процессы особенно подходят для датчиков с более высокой точностью, чем в автомобильном секторе, где достаточно значений от 0,5% до 1%. Они также рекомендуются для калибровки датчиков со сложными металлическими компонентами с регулируемой температурой, поскольку время в концепции является переменной величиной и может быть доступно для соответствующего периода.
В отличие от жесткой встроенной системы, процессы которой основаны на идентичных параметрах, пакетные системы обеспечивают гибкое использование. Например, датчики с разными диапазонами давления могут быть откалиброваны одновременно. Образцы для испытаний обычно помещаются в температурную камеру с помощью монтажных направляющих. Эти держатели заготовок могут быть назначены на различные диапазоны давления через клапан. Для каждого диапазона давления устанавливается контроллер, который создает давление на тестовые объекты и считывает измеренные значения. Там нет потери времени.
Ограниченные возможности автоматизации
Несмотря на ограниченные возможности автоматизации, процесс тестирования может быть спроектирован эффективно с использованием пакетного метода. Это особенно влияет на фазу отпуска. Например, в системах Wika рельсы изготовлены из облегченной конструкции, сохраняя при этом необходимую прочность на сжатие. Чем меньше масса монтажных направляющих, тем быстрее они закаляются. Расход энергии, таким образом, влияет на датчики быстрее. В то же время объекты испытаний располагаются на опорах таким образом, чтобы оптимизировать распределение тепла и холода. Оба фактора сокращают время отпуска.
С точки зрения абсорбционной способности датчиков давления, камера температуры в периодической системе является сравнительно большим пространством. Внутри стабильная температура должна создаваться и поддерживаться везде. Чтобы ускорить этот процесс, Wika устанавливает специальные контрольные поверхности в своих испытательных системах, особенно для применений в серийном производстве.
Решающие различия между встроенными и периодическими системами характеризуются желаемым уровнем автоматизации и температурным режимом датчиков. Метрологическое качество от этого не зависит. Wika оснащает свои системы дозирования тем же калибровочным и оценочным оборудованием, что и встроенные системы.
Вывод
Большие количества, короткое время цикла, датчики, которые можно быстро регулировать по температуре, и простая точность являются основными критериями полностью автоматической встроенной системы температурной компенсации. Когда дело доходит до гибкости продукта и времени, высокой точности и небольших количеств, можно использовать периодический процесс. Фактическая эффективность обеих систем системы в конечном итоге зависит от соответствующего применения и требует конкретных решений. Опыт Wika в качестве производителя датчиков и завода, который владеет процессами настройки и автоматизации, очевиден: потенциал оптимизации многогранен.