Цифровой датчик деформации ZET 7110 DS
- Испытания на растяжение
- Интерфейс передачи данных CAN 2.0
- Самодиагностика
* При получении оплаты до 12:00 (только для складских позиций).Скачать габаритный чертеж
Метрологические характеристики
| Измеряемый параметр | деформация, микронапряжение (механическое напряжение) |
|---|---|
| Тип датчика | со встроенным чувствительным элементом |
| Диапазон измерений | 0…1600 мкм/м |
| Диапазон измерений без использования монтажных пластин | 0…300 мкм/м |
| Диапазон измерений при использовании монтажных пластин (в разных точках крепления) | 0…600 мкм/м 0…1100 мкм/м 0…1600 мкм/м |
| Порог чувствительности по диапазонам, мкм/м: от 0 до 300 от 0 до 600; от 0 до 1100; от 0 до 1600. | 2 мкм/м 4 мкм/м 8 мкм/м 12 мкм/м |
| Влияние температуры на чувствительность, на 10 °С (от диапазона измерения) | 2 % |
| Дрейф нуля за 24 часа | 0,5 % |
| Восстанавливающая сила | 1500 Н |
| Разрушающая деформация (без использования монтажных пластин) | 500 мкм/м |
| Контроль работоспособности в реальном времени | температура в датчике качество синхронизации качество данных |
| Проверка достоверности измерений | проверка целостности чувствительного элемента проверка измерительного тракта |
| Технические характеристики | — |
| Интерфейс передачи данных | CAN 2.0 |
| Скорость обмена | 100, 300, 1000 кбит/с |
| Частота выдачи данных | 1, 10, 100 Гц |
| Эксплуатационные характеристики | — |
| Габаритные размеры | 197×56×30 мм |
| Масса | 300 г |
| Питание устройства | от 9 до 24 В |
| Потребляемая мощность | 0,5 Вт |
| Защита от переполюсовки | есть |
| Температурный диапазон эксплуатации | от -40 до +100 °С |
| Исполнение | Стандартное (степень защиты IP63) Взрывозащищённое* (взрывозащита типа 0ЕхiaIICT6 Х (IP65)) |
| Электромагнитная совместимость ЭМС | — |
| МЭК 61000-4-2 (IEC 61000-4-2), ESD | контакт 8 кВ, воздух 15 кВ |
| МЭК 61000-4-4 (IEC 61000-4-4), EFT | питание 4 кВ, сигнал 2 кВ |
| МЭК 61000-4-5 (IEC 61000-4-5), Surge | 4000 В |
* Стоимость рассчитывается индивидуально
При установке датчиков вне помещений необходимо предусмотреть дополнительную защиту от прямого попадания влаги, снега, дождя, скопления конденсата.
При применении датчиков с разъемами степень IP датчиков снижается до степени IP разъёмов.
- Синхронизация
Преобразователь интерфейса синхронизирует цифровые датчики между собой. Это позволяет наблюдать взаимодействие в различных точках (расположение цифровых датчиков) объекта и строить эпюры.
Преобразователь интерфейса синхронизирует цифровые датчики между собой. Это позволяет наблюдать взаимодействие в различных точках (расположение цифровых датчиков) объекта и строить эпюры.
Назначение
цифровых датчиков малых деформаций ZET 7110 DS
ZET 7110 DS — цифровой датчик малых деформаций (с интегрированным тензорезистором) предназначен для контроля бетонных конструкций на растяжение и применяется в системах мониторинга инженерных конструкций СМИК. Эти датчики могут использоваться в стационарных и мобильных комплексах СМИК.
Цифровой тензодатчик применяется для оценки напряженно деформированного состояния и выдачи предупреждающего сигнала при превышении упругой зоны деформации и переходе в зону необратимой деформации. Цифровые тензодатчики ZET 7110 DS изготавливаются в промышленном герметичном корпусе для защиты от пыли и влаги и повышения ударной стойкости.
Цифровой датчик ZET 7110 DS позволяет проводить косвенные измерения, связанные с деформацией (изгиб, кручение, сила). Стоит отметить, что в этом случае чувствительность определяется с помощью проведения калибровки непосредственно на месте эксплуатации оборудования. Поправочный коэффициент вводится через программу «Формула» из состава ПО ZETLAB.
Измерительные модули соответствуют требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 012/2011
Цифровые датчики малых деформаций соответствуют требованиям Директивы 2011/65/EU (ROHS, ROHS II) об ограничении использования опасных веществ (Pb, Hg, Cd, Cr(VI)) в электрическом и электронном оборудовании и изготавливаются по бессвинцовой технологии, в соответствии с требованиями Европейского Сообщества
Принцип работы
цифровых датчиков малых деформаций ZET 7110 DS
Цифровой датчик малых деформаций ZET 7110 DS состоит из первичного преобразователя и измерительного модуля ZET 7110.
Каждый цифровой датчик малых деформаций может конфигурироваться индивидуально в соответствии с предъявляемыми к измерению требованиями. Конфигурация сохраняется в памяти измерительного модуля ZET 7110, таким образом, использование цифровых датчиков деформации позволяет приступить к измерениям без дополнительной обработки и настройки, получая результаты в требуемых единицах измерения (кг, Н, Па, мм и т.д.).
Цифровые датчики малых деформаций ZET 7110 DS имеют 2 четырехконтактных разъема FQ14-4ZK-S для подключения к измерительной сети (в комплект поставки входит ответный разъем).
Датчики крепятся на объекте измерений, а интерфейсные модули которые обеспечивают передачу информации располагаются в электротехнических шкафах.
Электротехнический шкаф ZETLAB значительно меньше аналогового, а преимуществом модулей ZETSENSOR является легкий монтаж и демонтаж, а так же индикация питания и передача сигнала, что в свою очередь облегчает диагностику системы на объекте.
Характеристики
| Номер контакта | Назначение |
|---|---|
| 1 | +(9…24) B |
| 2 | CAN 2.0 линия «H» |
| 3 | CAN 2.0 линия «L» |
| 4 | GND |
Крепление
цифровых датчиков малых деформаций ZET 7110 DS
Для контроля деформации на объекте измерений необходимо закрепить датчик таким образом, чтобы ось крепления датчика совпадала с направлением контролируемой деформации.
Датчик крепится на объекте измерений по двум точкам через отверстие Ø8,5 мм на одной стороне датчика и паз шириной 8,5 мм на другой стороне датчика позволяющий производить крепление датчика с базовым расстоянием 180±5 мм.
Установку датчика следует производить на элементы конструкции испытывающие растяжение, в момент максимально разгруженного их состояния. При установке датчика необходимо обеспечить небольшое предварительное натяжение чувствительной поверхности. Для этого после фиксации одного из узлов крепления датчика, необходимо приложить усилие 10…30 Н (1…3 кг) в сторону второго узла крепления после чего зафиксировать второй узел крепления.
При установке датчиков на бетонные поверхности следует использовать анкерные шпильки либо анкера с внутренней резьбой М8.
Установку на металлические поверхности производить на приварные шпильки М8, либо болтами М8 к крепежным отверстиям.
При креплении датчиков ZET 7110 DS необходимо обеспечить надежную фиксацию в точках их крепления для исключения проскальзывания, для чего рекомендуется использовать шайбы стопорные зубчатые DIN 6798 A (внешние зубцы) «М8».
Диапазоны измерения относительной деформации зависят от вариантов крепления.
При измерении деформации в пределах 300 мкм/м узлы крепления датчика испытывают нагрузку до 1500 Н (150 кг), необходимо обеспечивать достаточное усилие затяжки болтов для исключения проскальзывания в узлах крепления.
Датчик рассчитан на измерение деформации вида «растяжения», появление в зоне установки датчика деформаций вида «изгиб» и «кручение» будет вносить в измерение не учитываемую погрешность.
Влияние температуры на показания
цифровых датчиков малых деформаций ZET 7110 DS
При изменении температуры в пределах 20 °С, показания датчика меняются в пределах 10 мкм/м. Пример — испытания цифрового датчика ZET 7110 DS, который был установлен на стальной швеллер:
Показания ZET 7110 DS
Профиль температуры (показания цифрового датчика температуры)
Практическое применение
цифровых датчиков малых деформаций ZET 7110 DS
Система мониторинга напряженно-деформированного состояния (НДС) и смещения точек инженерно-технических конструкций входит в состав Системы мониторинга инженерных конструкций и реализуется на базе цифровых тензометрических датчиков 7110 DS — деформометров, которые являются средством измерения.
Правила применения во взрывоопасных зонах
цифровых датчиков малых деформаций ZET 7110 DS
При использовании цифровых датчиков во взрывоопасных зонах следует руководствоваться ГОСТ 22782.5-78 и ГОСТ 30852.10-2002.
Размещать во взрывоопасных зонах допускается цифровые датчики, которые предназначены для использования во взрывоопасных зонах и имеют соответствующую маркировку на корпусе 0ExiaIICT6 Х.
Для связи по каналам передачи данных и цепям электропитания цепи цифровых датчиков, располагаемых во взрывоопасных зонах должны подключаться к преобразователям интерфейса и источникам питания через барьеры искробезопасности, размещаемые во взрывобезопасных зонах. Типовая схема соединений при подключении цифровых датчиков, размещаемых во взрывоопасных зонах приведена на рисунке, а рекомендуемые типы барьеров искробезопасности в таблице.
Примечание
на типовой схеме, изображенной на рисунке, приведены наименования цепей для интерфейса RS-485, при проектировании схемы соединений для интерфейса CAN следует заменить наименования цепей в следующем соответствии: «DATA-» на «Н», а «DATA+» на «L».
Схема измерительной сети
на базе цифровых датчиков малых деформаций ZET 7110 DS
При построении измерительной сети датчики ZET 7110 DS подключаются последовательно, получившаяся измерительная цепочка подключается к компьютеру с помощью преобразователя интерфейсов ZET 7174 (CAN ↔ USB), ZET 7176 (CAN ↔ Ethernet или Wi-Fi) или ZET 7177 (CAN ↔ GSM).
Измерительная сеть на базе цифровых датчиков малых деформаций ZET 7110 DS
Специализированный калькулятор
Специализированный калькулятор
для расчета требуемого типа кабелей при построении измерительных линий
Для визуализации измеренных значений используются программы «Вольтметр постоянного тока», «Многоканальный самописец» и др., входящие в состав программного обеспечения ZETLAB SENSOR (поставляется с интерфейсными модулями). При необходимости визуализации большого количества измерительных каналов используется программа Многоканальная измерительная система. В зависимости от настройки программы, результатами измерений может быть сила, вес, перемещение, крутящий момент и другие параметры.
Управление
цифровыми датчиками малых деформаций ZET 7110 DS
При выпуске цифровых датчиков все необходимые настройки сохраняются в памяти измерительного модуля ZET 7110 DS. При необходимости самостоятельно настроить цифровой датчик, например, при периодической поверке, это можно сделать, подключить устройство к компьютеру с помощью преобразователя интерфейса и запустив программу «Диспетчер устройcтв».
Конфигурирование измерительного модуля
Вкладка «Настройки»
Предназначена для настройки измерительного канала.
Перед изменением единицы измерения необходимо убедиться, что выключено смещение на одноимённой вкладке «Смещение». В противном случае датчик может показывать некорректное значение.
Характеристики
| Параметр | Возможность изменения | Допустимые значения | Описание |
|---|---|---|---|
| Частота обновления данных, Гц | Да | 1 10 100 | Частота дискретизации |
| Физическая величина | Да | Деформация Механичекое напряжение | Значение параметра «Деформация» выбирают в случае, когда требуется контролировать относительную деформацию. Значение параметра «Механичекое напряжение» выбирают для случаев, когда необходимо контролировать механическое напряжение и при этом известен модуль Юнга для испытуемого материала |
| Единица измерений | Да | мкм/м мм/м см/м м/м % Па кПа МПа | Указываемые единицы измерений для идентификации физических единиц в которых производится измерение. Единицы измерений − «мкм/м», «мм/м», «см/м», «м/м», «%» принадлежат параметру «Физическая величина» − «Деформация». Единицы измерений − «Па», «кПа», «МПа» принадлежат параметру «Физическая величина» − «Механичекое напряжение» |
| Модуль Юнга, ГПа | Да | – | Модуль Юнга (модуль упругости) − физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению. Данный параметр задается только в случае, если установлен параметр «Физическая величина» − «Механичекое напряжение» |
| Вариант крепления | Да | А (±300 мкм/м) Б (±450 мкм/м) В (±600 мкм/м) Г (±1800 мкм/м) | От варианта крепления цифрового датчика зависит диапазон измерения |
Вкладка «Измерения»
На вкладке «Измерения» отображается информация об измерительном канале. На этой вкладке можно задать название измерительного канала.
Вкладка «Смещение»
На вкладке «Смещение» задаётся смещение показаний датчика.
Характеристики
| Параметр | Возможность изменения | Допустимые значения | Описание |
|---|---|---|---|
| Состояние смещения | Да | откл вкл | Включениеотключения перерасчета текущего измеряемого значения к значению, указанному в параметре «Смещение в ед. изм.» |
| Смещение в ед. изм. | Да | — | Указывается значение, которое необходимо установить в качестве текущего показания цифрового датчика. В дальнейшем относительно заданного значения будут отслеживаться изменения показаний |
Примеры различных вариантов применения функции «Смещение»
при использовании цифровых датчиков
Пример №1
Известно, что элемент конструкции к моменту установки цифрового датчика был подвержен напряжению 500 МПа. Для учёта преднапряжённого состояния элемента конструкции следует внести в поле «Смещение в ед. изм.» значение «500», а в поле «Состояние смещения» выбрать параметр «вкл.», после чего нажать кнопку «Сохранить». Цифровой датчик начнёт фиксировать изменения напряжения контролируемого элемента конструкции с учётом преднагруженного состояния – 500 МПа.
Пример №2
После установки тензорезисторов контролируемый элемент конструкции находится в положении, относительно которого необходимо начать измерение его деформации. Следует внести в поле «Смещение в ед. изм.» значение «0», в поле «Состояние смещения» выбрать «вкл.», после чего нажать кнопку «Сохранить». Цифровой датчик начнёт регистрировать деформацию элемента конструкции относительно установленного нулевого значения.
Общая информация о конфигурировании
Цифровой датчик ZET 7х10 DS оснащён встроенным тензорезистором включенным по мостовой схеме.
При конфигурировании цифрового датчика ZET7х10 DS необходимо:
— Для измерения относительной деформации во вкладке «Настройки» установить следующие параметры:
— Физическая величина – «Деформация»;
— Единица измерений – задать требуемые единицы измерения («мкм/м», «мм/м», «см/м», «м/м», «%»);
— Вариант крепления – выбрать вариант крепления цифрового датчика ZET7x10 DS («А (±300 мкм/м)», «Б (±450 мкм/м)», «В (±600 мкм/м)», «Г (±1800 мкм/м)»).
— Для измерения напряженности материала во вкладке «Настройки» установить следующие параметры:
— Физическая величина – «Механичекое напряжение»;
— Единица измерений – задать требуемые единицы измерения («Па», «кПа», «МПа»).
— Модуль Юнга, ГПа – задать модуль упругости материала контролируемого элемента конструкции (значения модуля упругости для некоторых материалов приведены в таблице ниже);
— Вариант крепления – выбрать вариант крепления цифрового датчика ZET7x10 DS («А (±300 мкм/м)», «Б (±450 мкм/м)», «В (±600 мкм/м)», «Г (±1800 мкм/м)»).
Характеристики
| Материал | Значение модуля упругости Е (ГПа) |
|---|---|
| Алюминий | 69 |
| Медь | 100 |
| Сталь | 210 |
| Стекло | 60 |
| Бетон | 20 |
Документы
полное руководство по эксплуатации цифровых датчиков
Метрологический самоконтроль
цифровых тензодатчиков ZET 7110 DS
В цифровых тензометрических датчиках ZET 7110 DS реализована функция метрологического диагностического самоконтроля — автоматическая проверка исправности датчика в процессе его эксплуатации. На основании положительных результатов метрологического самоконтроля возможно увеличение межповерчного интервала без проведения стандартной процедуры поверки.
Для проведения метрологического самоконтроля цифровых датчиков ZETSENSOR в автоматическом режиме разработано специализированное программное обеспечение.
Главное окно программы «Самоконтроль ZET 7XXX» представлено на рисунке. На вкладке «Самоконтроль» пользователь осуществляет выбор типа устройства, выбор теста, управление процессом измерений, получает результаты самоконтроля.
Типы тестовых воздействий
AC - переменный сигнал
DC - постоянный сигнал
ST1 - ступенчатое изменение
ST2 - ступенчатое изменение
PPS - сигнал Pulse-per-second
Базовая комплектация
цифрового датчика малых деформаций ZET 7110 DS
В базовый комплект поставки тензометрического датчика входит:
- цифровой датчик ZET 7110 DS;
- разъем на кабель FQ14-4TJ-7 (2 шт.);
- патрубок пружинный к разъему 7 мм (2 шт.);
- пластины монтажные*;
- комплект крепежа № 3 для ZET 7х10 DS;
- комплект эксплуатационной документации.
* Монтажные пластины предназначены для крепления цифровых датчиков на металлические поверхности.
Поставляются по дополнительному запросу.
