U93A

Transductor de fuerza miniaturizado U93A para fuerzas de tracción y compresión, con montaje mediante bridas

El U93A es un sensor pequeño, robusto y de alta rigidez, idóneo para obtener medidas fiables de fuerzas de tracción y compresión estáticas y altamente dinámicas. Por sus reducidas dimensiones y sus buenas propiedades dinámicas, ofrece una alternativa rentable a los sensores de fuerza piezoeléctricos. La conexión mecánica es sencilla y segura gracias a las uniones para bridas atornilladas a ambos lados del sensor. Además, tiene una clase de protección IP68 que permite utilizarlo en exteriores.

Como todos los transductores de fuerza de HBK, el U93A se configura fácilmente y se adapta sin dificultad a condiciones muy variadas. El diseño, con membranas de apoyo, hace que el sensor resulte excepcionalmente robusto y resistente a las fuerzas laterales. Otra característica importante para los entornos de producción es que el cable del U93A es compatible con cadenas portacables y es resistente a los aceites.

Novedad: Importante mejora de la precisión. Opcionalmente, el sensor puede equiparse con un módulo amplificador conectado permanentemente.

Clase de precisión HBM: 0,2

Fuerza nominal: 1 kN ... 50 kN.

Salidas: IO-Link, 0-10 V, 4-20 mA, mV/V (pasiva)

Code	Capacidad	Capacidad	Altura	Altura	Diámetro (sin cable o conector)	Diámetro (sin cable o conector)
1-U93A/1KN	1 kN	224.81 lbf	30.5 mm	1.2 in	26 mm	1.02 in
1-U93A/2KN	2 kN	449.62 lbf	30.5 mm	1.2 in	26 mm	1.02 in
1-U93A/5KN	5 kN	1124.04 lbf	30.5 mm	1.2 in	26 mm	1.02 in
1-U93A/10KN	10 kN	2248.1 lbf	30.5 mm	1.2 in	26 mm	1.02 in
1-U93A/20KN	20 kN	1124.04 lbf	48 mm	1.89 in	42 mm	1.65 in
1-U93A/50KN	50 kN	11240.45 lbf	48 mm	1.89 in	42 mm	1.65 in
K-U93A	1 kN, 2 kN, 5 kN, 10 kN, 20 kN, 50 kN	224.81 lbf, 449.62 lbf, 1124.04 lbf, 2248.09 lbf, 4496.18 lbf, 11240.05 lbf	30.5 mm, 48 mm	1.89 in, 1.2 in	42 mm, 26 mm	1.65 in, 1.02 in

Code

Capacidad

Altura

Diámetro (sin cable o conector)

1-U93A/1KN

1 kN

224.81 lbf

30.5 mm

1.2 in

26 mm

1.02 in

1-U93A/2KN

2 kN

449.62 lbf

30.5 mm

1.2 in

26 mm

1.02 in

1-U93A/5KN

5 kN

1124.04 lbf

30.5 mm

1.2 in

26 mm

1.02 in

1-U93A/10KN

10 kN

2248.1 lbf

30.5 mm

1.2 in

26 mm

1.02 in

1-U93A/20KN

20 kN

1124.04 lbf

48 mm

1.89 in

42 mm

1.65 in

U93A
Maximum capacity (nominal load)	50 kN, 1 kN, 2 kN, 5 kN, 10 kN, 20 kN
Maximum capacity (nominal load)	11240.45 lbf, 224.81 lbf, 449.62 lbf, 1124.04 lbf, 2248.09 lbf, 4496.18 lbf, 11240.05 lbf, 2248.1 lbf
Tensile / compression	Both directions
Type/technology	Strain Gauge
Calibration	Calibrated
Output signal	mV/V (passive strain gauge), Current (4-20mA), Voltage (0…10V), IO-Link
HBK Accuracy class	0.2
Load cell design	Flange mounting, Miniature sensor
Degree of protection	IP68
Mechanical adaptation	Both side flange mounting
Height (without accessories)	48 mm, 30.5 mm
Height (without accessories)	1.89 in, 1.2 in
Diameter (without cable or plug)	42 mm, 26 mm
Diameter (without cable or plug)	1.65 in, 1.02 in

U93A

Maximum capacity (nominal load)

50 kN, 1 kN, 2 kN, 5 kN, 10 kN, 20 kN

Maximum capacity (nominal load)

11240.45 lbf, 224.81 lbf, 449.62 lbf, 1124.04 lbf, 2248.09 lbf, 4496.18 lbf, 11240.05 lbf, 2248.1 lbf

Tensile / compression

Both directions

Type/technology

Strain Gauge

Calibration

Calibrated

Output signal

mV/V (passive strain gauge), Current (4-20mA), Voltage (0…10V), IO-Link

HBK Accuracy class

0.2

Load cell design

Flange mounting, Miniature sensor

Degree of protection

IP68

Mechanical adaptation

Both side flange mounting

Height (without accessories)

48 mm, 30.5 mm

Height (without accessories)

1.89 in, 1.2 in

Diameter (without cable or plug)

42 mm, 26 mm

Diameter (without cable or plug)

1.65 in, 1.02 in

Product Code	Descripción
1-EEK4	Cable tierra, cobre, 400mm
1-EEK6	Cable tierra, cobre, 600mm
1-EEK8	Cable tierra, cobre, 800mm
1-KAB168-20	Cable de conexión M12, 20m, term. libres
1-KAB168-5	Cable de conexión M12, 5m, term. libres

Product Code

Descripción

1-EEK4

Cable tierra, cobre, 400mm

1-EEK6

Cable tierra, cobre, 600mm

1-EEK8

Cable tierra, cobre, 800mm

1-KAB168-20

Cable de conexión M12, 20m, term. libres

1-KAB168-5

Cable de conexión M12, 5m, term. libres

Preguntas frecuentes | Respuestas a sus preguntas sobre los Sensores de fuerza inteligentes HBK IO-Link

El módulo amplificador IO-Link ofrece numerosas funciones que mejoran la precisión de sus mediciones de fuerza a través de la linealización y la compensación digital de temperatura, al mismo tiempo que mejora la confiabilidad del proceso a través del monitoreo del estado del sensor HBK. También se proporciona información adicional, como datos de temperatura.

Linealización
Filtro de paso bajo ajustable
Dos interruptores de límite
Dos salidas de conmutación digital
Monitorización del estado del sensor
Funciones estadísticas (memoria mínima/máxima, valores promedio)
Información de temperatura

Linealización

Puede introducir hasta 21 puntos de apoyo. Alternativamente, puede utilizar los coeficientes de una interpolación polinomial de la curva característica del sensor. Ambos algoritmos están diseñados para un uso óptimo de los certificados de calibración.

Sugerencia: HBK introducirá los parámetros del certificado de calibración si solicita la calibración de sus sensores a través de HBK. ¡En este caso, su sensor será devuelto como un transductor listo para conectar y medir!

Filtro de paso bajo ajustable

Filtros digitales de sexto orden (Bessel o Butterworth) con frecuencia de corte libremente ajustable

Dos interruptores de límite

Los interruptores de límite están diseñados de acuerdo con el “Perfil de sensor inteligente” de IO-Link. Además del nivel de conmutación, puede definir una histéresis si es necesario. El llamado “Modo Ventana” permite activar el interruptor de límite cuando el valor medido cae dentro de un rango de fuerza definido, por ejemplo, entre 1 kN y 1,8 kN. Todos los interruptores admiten inversión lógica.

Dos salidas de conmutación digital

Siempre hay un interruptor de salida disponible. El resultado se proporciona muy rápidamente en la salida de conmutación digital, con una latencia máxima de solo 0,35 ms después de superar el punto de conmutación.

Puede detener la comunicación IO-Link para desactivar la transmisión de datos de medición. En este caso, la línea normalmente utilizada para la transmisión de señales digitales se puede reutilizar como un segundo conmutador de salida digital.

Monitorización del estado del sensor

El sensor emite una advertencia cuando se superan los límites físicos, como sobrecargas estáticas o dinámicas o temperaturas fuera de las especificaciones.

Las características relevantes del sensor se almacenan en la memoria del sensor:

Temperatura de funcionamiento más alta y más baja
Temperatura nominal más alta y más baja
Límite de temperatura del módulo amplificador
Límite de temperatura de CPU
Fuerza nominal más alta y más baja
Fuerza operativa más alta y más baja
Fuerza máxima de pico a pico a pico

El módulo amplificador compara continuamente los valores medidos con los límites definidos y envía una advertencia en caso de transgresión, permitiendo tomar medidas correctivas. La alta tasa de muestreo de 40 kS/s garantiza que incluso los picos de sobrecarga cortos se detecten y desencadenen una advertencia

• Funciones estadísticas (memoria mínima/máxima, valores promedio)

Todas las funciones estadísticas se evalúan a una tasa de muestreo de 40 kS/s. Esto garantiza valores Min/Max precisos, incluso en el caso de señales de fuerza rápidas.

• Información de temperatura (cuando el módulo amplificador está integrado en el sensor: U10M, U10F, C10, U2B, C2)

Una característica importante es la medición de temperatura integrada dentro del sensor. Esto proporciona la temperatura de su proceso sin necesidad de un sensor de temperatura adicional. Esta función no está disponible para los sensores que utilizan un amplificador en línea.

Los transductores de fuerza HBK con IO-Link funcionan a una tasa de muestreo interna de 40 kHz y admiten el estándar COM3, que ofrece la tasa de datos más rápida en el ecosistema IO-Link. El tiempo de ciclo de nuestros sensores es inferior a 1 ms. El tiempo de ciclo de su configuración depende del maestro IO-Link y su configuración.

HBK utiliza el estándar COM3, que proporciona la tasa de datos más rápida en el ecosistema IO-Link. El módulo funciona internamente a una alta tasa de muestreo de 40 kHz, lo que garantiza que la detección de picos funcione con precisión incluso con señales de fuerza rápidas.

Dos aspectos son importantes:

El tiempo de propagación de la señal del módulo amplificador no es superior a 350 µs. Esto significa que un evento físico en la entrada del amplificador tarda un máximo de 0,35 ms en estar disponible en su salida. La interfaz IO-Link funciona según el principio de que el maestro IO-Link determina el tiempo de ciclo. El retardo de propagación máximo es la suma del retardo interno del módulo amplificador (0,35 ms) y el tiempo de ciclo especificado por el maestro IO-Link a través de su parametrización y características técnicas. Tenga en cuenta que los filtros aumentan el tiempo de propagación de la señal. La salida a las salidas de conmutación digital no depende del maestro IO-Link: en este caso, el retardo de propagación de la señal es de 0,35 ms. Estos sensores admiten una conmutación rápida.
El ancho de banda de la cadena de medición depende de la rigidez del sensor y de la instalación mecánica, como la rigidez de la introducción de la carga y el peso de los componentes adaptados, desde una perspectiva mecánica. El número de valores de medición transmitidos por segundo es el factor clave para calcular el ancho de banda de cualquier cadena de medición digital. El módulo amplificador tiene un tiempo de ciclo de menos de 1 ms, lo que significa que puede transferir más de 1.000 valores de medición por segundo. Como regla general, el ancho de banda es aproximadamente una décima parte del número de valores de medición transmitidos por segundo. Si el maestro IO-Link también tiene un tiempo de ciclo de 1 ms, el ancho de banda resultante es de 100 Hz, siempre que la instalación mecánica admita la medición a esa frecuencia.

Tenga en cuenta que el ancho de banda interno es de 40 kHz: la detección de picos puede medir mucho más rápido.

IO-Link es una interfaz excepcional y rentable que es compatible con cualquier sistema de bus de campo. Permite un proceso de integración que ahorra tiempo y se puede utilizar en combinación con bajos costes de cableado. La integración fácil y rápida de los dispositivos IO-Link en su entorno de bus de campo es otra gran ventaja de esta interfaz.

La puerta de enlace que conecta los dispositivos IO-Link, como los sensores HBK, con el nivel de bus de campo es el llamado maestro IO-Link. Los maestros IO-Link están disponibles para todos los sistemas de bus de campo existentes, lo que significa que los sensores y actuadores IO-Link se pueden utilizar en todas las plataformas de bus de campo.

La conexión entre el sensor y el maestro IO-Link utiliza un cable estándar de sensor M12 no blindado. Este único cable gestiona tanto la transmisión de datos como el suministro de voltaje y es muy flexible, lo que garantiza que no afecte a las propiedades mecánicas del punto de medición, incluso cuando se utilizan sensores para fuerzas muy pequeñas.

Como se mencionó anteriormente, los cables de conexión IO-Link no tienen blindaje, y tanto el sensor como la carcasa del maestro IO-Link están aislados galvánicamente. En caso de que existan diferentes potenciales eléctricos entre la carcasa del sensor y la carcasa del maestro IO-Link, no fluye corriente a través de ningún blindaje que pueda influir en la medición.

Sí. Para la nueva generación de herramientas de medición de fuerza, HBK ofrece el mismo servicio de calibración que para los productos tradicionales, garantizando mediciones trazables. Los requisitos de las normas de calidad como la ISO 9001 se pueden cumplir sin restricciones.

El laboratorio de calibración HBK está certificado según la norma ISO 17025. Esto significa que los servicios de calibración de HBK cumplen todos los requisitos de trazabilidad según los estándares nacionales, un requisito clave de los estándares de calidad como ISO 9001. El proceso de calibración de los sensores digitales es idéntico al de las celdas de carga tradicionales: se utilizan los mismos bancos de calibración y estándares. Como resultado, los clientes se benefician de la alta precisión de los equipos de calibración de HBK para sensores digitales.

El procedimiento de calibración es el siguiente:

a. El primer paso es leer todos los datos de linealización (puntos de apoyo o coeficientes del polinomio cúbico) almacenados en el sensor. Estos datos se almacenan de forma segura externamente.
b. Después de esto, se eliminan todos los datos de linealización. El sensor ahora funciona sin corrección por error de linealidad.
c. Se aplican diferentes pasos de carga al sensor y los resultados se almacenan en la memoria del sensor. El sensor ahora funciona con corrección de linealidad.

Como resultado, recibirá un sensor plug-and-play con compensación activa del error de linealización. El cálculo de la incertidumbre de la medición es válido para el sistema completo.

También está disponible el servicio de calibración de estándares de trabajo.

Ahorro de costes, configuración fácil y rápida y comunicación hasta el nivel de campo: las ventajas son sustanciales.

En la mayoría de los casos, el ahorro de costes es el argumento más fuerte para elegir un sensor con tecnología IO-Link. Los beneficios más importantes de la tecnología IO-Link incluyen:

No requiere espacio en el armario.
Menores costes de cableado.
Ahorro de tiempo durante el proceso de integración.
Plug and play sin parametrización: después de conectar el dispositivo a un maestro IO-Link, recibirá inmediatamente valores de medición precisos en Newtons.
Es posible la comunicación desde el nivel de control al nivel de campo.

La precisión mejorada le ayuda a cumplir con los requisitos de calidad del producto cada vez más exigentes. Además, los sensores de fuerza IO-Link de HBK son aún más fiables que los productos ya conocidos de HBK.

Los transductores de fuerza inteligentes de HBK mejoran la precisión.

Los algoritmos de linealización de los sensores mejoran la precisión de los sensores digitales, especialmente cuando se solicita una calibración. Los sensores con módulo amplificador integrado (U10M, U10F, C10, U2B, C2) también cuentan con compensación de temperatura digital. El efecto de la temperatura en el punto cero, uno de los factores más importantes que contribuyen a la incertidumbre de la medición de fuerza, se reduce a solo la mitad del de las versiones pasivas. Como ningún cable transmite señales analógicas, se minimiza la influencia de los campos electromagnéticos. HBK utiliza un módulo amplificador de bajo ruido y alta resolución.

Los sensores de fuerza inteligentes son herramientas de medición de alta precisión. Especialmente en entornos industriales con condiciones de temperatura desafiantes y un amplio rango de medición, ofrecen una excelente precisión.

La robustez mecánica del sensor permanece inalterada con el amplificador integrado. El rango de temperatura es inferior al de los sensores tradicionales: consulte nuestras hojas de datos.

HBK realiza pruebas de impacto y vibración en cada producto. En lo que respecta a la electrónica integrada, no hay concesiones: la resistencia a los golpes y las vibraciones es equivalente a la de los sensores tradicionales y se prueba de acuerdo con las normas IEC pertinentes. Lo mismo se aplica al grado de protección. El amplificador en línea alcanza la clase de protección IP67, al igual que los transductores de fuerza con amplificadores integrados. Tenga en cuenta que se debe conectar un cable adecuado al sensor para mantener este nivel de protección.

Respecto a la temperatura, los sensores están limitados por las características de los componentes electrónicos. El rango de temperatura está restringido a 60°C, en comparación con los 85°C de las versiones tradicionales.

U93a - Hoja de características	Data Sheets	English
U93a - Hoja de características	Data Sheets	French
U93a - Hoja de características	Data Sheets	Chinese
U93a - Hoja de características	Data Sheets	German
U93a - Hoja de características	Data Sheets	Japanese
U93a - Hoja de características	Data Sheets	Italian
U93A - Guía rápida	Quick Start Guide	English, Italian, French, Chinese, German
U93a - Instrucciones de monaje	Mounting Instructions	English, German
Release Notes - IO-Link Force Sensors	Release Note	English

Force transducers - Folleto	Folleto	English
Force transducers - Folleto	Folleto	German

U93a capacity 1kn - CAD	CAD Step Files
U93a capacity 2kn - CAD	CAD Step Files
U93a capacity 5kn - CAD	CAD Step Files
U93a capacity 10kn - CAD	CAD Step Files
U93a capacity 20kn - CAD	CAD Step Files
U93a capacity 50kn - CAD	CAD Step Files
U9C/U93a Inline Amplifier AV12 : - CAD	CAD Step Files
IO2 - firmware v2.0.0	Firmware
U93A 1kN - IODD v2.0.0	IODD files (IO Link)
U93A 2kN - IODD v2.0.0	IODD files (IO Link)
U93A 5kN - IODD v2.0.0	IODD files (IO Link)
U93A 10kN - IODD v2.0.0	IODD files (IO Link)
U93A 20kN - IODD v2.0.0	IODD files (IO Link)
U93A 50kN - IODD v2.0.0	IODD files (IO Link)
IO3 - firmware v2.0.8	Firmware
U93A 1kN - IODD v2.0.8	IODD files (IO Link)
U93A 2kN - IODD v2.0.8	IODD files (IO Link)
U93A 5kN - IODD v2.0.8	IODD files (IO Link)
U93A 10kN - IODD v2.0.8	IODD files (IO Link)
U93A 20kN - IODD v2.0.8	IODD files (IO Link)
U93A 50kN - IODD v2.0.8	IODD files (IO Link)
IO4 - firmware v2.0.10	Firmware
U93A 1kN - IODD v2.0.10	IODD files (IO Link)
U93A 2kN - IODD v2.0.10	IODD files (IO Link)
U93A 5kN - IODD v2.0.10	IODD files (IO Link)
U93A 10kN - IODD v2.0.10	IODD files (IO Link)
U93A 20kN - IODD v2.0.10	IODD files (IO Link)
U93A 50kN - IODD v2.0.10	IODD files (IO Link)
IO5 Firmware v2.0.12	Firmware
U93A 1 kN - IODD v2.0.12	IODD files (IO Link)
U93A 2 kN - IODD v2.0.12	IODD files (IO Link)
U93A 5 kN - IODD v2.0.12	IODD files (IO Link)
U93A 10 kN - IODD v2.0.12	IODD files (IO Link)
U93A 20 kN - IODD v2.0.12	IODD files (IO Link)
U93A 50 kN - IODD v2.0.12	IODD files (IO Link)
PLC Function Block IOL Force - RSLogix5000 - EN	PLC Function blocks
PLC Function Block IOL Force - RSLogix5000 - DE	PLC Function blocks
PLC Function Block IOL Force - TwinCAT V3 - EN	PLC Function blocks
PLC Function Block IOL Force- TwinCAT V3 - DE	PLC Function blocks
PLC Function Block IOL Force - TIA Portal V14 - EN	PLC Function blocks
PLC Function Block IOL Force - TIA Portal V14 - DE	PLC Function blocks

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Transductor de fuerza miniaturizado U93A para fuerzas de tracción y compresión, con montaje mediante bridas

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Dos interruptores de límite

Dos salidas de conmutación digital

Monitorización del estado del sensor

• Funciones estadísticas (memoria mínima/máxima, valores promedio)

• Información de temperatura (cuando el módulo amplificador está integrado en el sensor: U10M, U10F, C10, U2B, C2)

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Preguntas frecuentes | Respuestas a sus preguntas sobre los Sensores de fuerza inteligentes HBK IO-Link

¿Cuáles son las características de los sensores de fuerza IO-Link?

Linealización

Filtro de paso bajo ajustable

Dos interruptores de límite

Dos salidas de conmutación digital

Monitorización del estado del sensor

• Funciones estadísticas (memoria mínima/máxima, valores promedio)

• Información de temperatura (cuando el módulo amplificador está integrado en el sensor: U10M, U10F, C10, U2B, C2)

¿Qué rapidez tienen los sensores de fuerza HBK con interfaz IO-Link?

¿Por qué eligió HBK IO-Link como interfaz para los sensores de fuerza?

¿Puedo realizar mediciones trazables?

¿Cuáles son las ventajas de utilizar sensores de fuerza inteligentes HBK?

¿Los sensores de fuerza HBK IO-Link son menos precisos que los sensores tradicionales?

¿Qué tan robustos son los sensores HBK IO-Link frente a temperaturas, humedad o golpes y vibraciones?

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