Capteurs de force intelligents

Digital versions of HBK’s trusted force sensors now feature IO-Link for smart monitoring, peak detection, and high-speed processing. Enjoy real-time diagnostics, pre-processing at 40 kHz, and plug-and-play calibration

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Réduisez les coûts, améliorez la précision et la fiabilité de la mesure de la force

Comment les capteurs intelligents réduisent les coûts par rapport aux mesures traditionnelles

Dans cette vidéo de 5 minutes, vous découvrirez comment les capteurs de force intelligents basés sur IO-Link simplifient l'ensemble du système. En combinant le capteur et l'électronique en un seul appareil et en utilisant la connectivité M12 standard, les capteurs intelligents réduisent considérablement les coûts de matériel, d'installation et de maintenance, tout en s'intégrant à votre système de contrôle comme tout autre appareil IO-Link.

Comment le numérique fournit des mesures de force stables et précises

Dans cette vidéo de 5 minutes, vous découvrirez comment les capteurs de force intelligents basés sur IO-Link améliorent la précision en utilisant des courbes d'étalonnage stockées numériquement, une linéarisation numérique et une compensation de température intégrée. Les données d'étalonnage sont enregistrées directement dans le capteur, ce qui élimine les erreurs manuelles et garantit des résultats cohérents et traçables, même dans des conditions environnementales changeantes.

Comment l'électronique intégrée permet de détecter les problèmes avant qu'ils ne surviennent

Dans cette vidéo de 5 minutes, vous découvrirez comment les capteurs de force intelligents basés sur IO-Link de HBK améliorent la fiabilité en intégrant le capteur, l'électronique et l'interface dans une chaîne de mesure unique et étalonnée. La transmission numérique des données réduit la sensibilité CEM, tandis que la surveillance intégrée vérifie en permanence la température et les limites mécaniques, détectant les surcharges et les événements critiques jusqu'à 40 000 mesures par seconde, souvent avant que des pannes ne surviennent.

FAQ | Réponses à vos questions sur les capteurs HBK IO-Link

Le module amplificateur IO-Link offre de nombreuses fonctions qui améliorent la précision de vos mesures de force grâce à la linéarisation et à la compensation numérique de la température, tout en améliorant la fiabilité du processus grâce à la surveillance de l'état des capteurs HBK. Des informations supplémentaires, telles que des données de température, sont également fournies.

Linéarisation
Filtre passe-bas réglable
Deux interrupteurs de valeur limite
Sortie numérique de commutation
Surveillance de la santé du capteur
Fonctions statistiques (mémoire Min/Max, valeurs moyennes)
Informations sur la température

Linéarisation

Vous pouvez saisir jusqu'à 21 points d'appui. Vous pouvez également utiliser les coefficients d'une interpolation polynomiale de la courbe caractéristique du capteur. Les deux algorithmes sont conçus pour une utilisation optimale des certificats d'étalonnage.

Astuce : HBK saisira les paramètres du certificat d'étalonnage si vous commandez l'étalonnage de vos capteurs via HBK. Dans ce cas, votre capteur vous sera renvoyé sous forme de transducteur prêt à l'emploi !

Filtre passe-bas réglable

Filtres numériques du 6e ordre (Bessel ou Butterworth) avec fréquence de coupure librement réglable

Deux interrupteurs de valeur limite

Les interrupteurs de fin de course sont conçus conformément au « profil de capteur intelligent » IO-Link. Outre le niveau de commutation, vous pouvez définir une hystérésis si nécessaire. Le « mode fenêtre » vous permet d'activer l'interrupteur de fin de course lorsque la valeur mesurée se situe dans une plage de force définie, par exemple entre 1 kN et 1,8 kN. Les deux interrupteurs peuvent être inversés logiquement.

Sortie numérique de commutation

Un commutateur de sortie est toujours disponible. Le résultat est fourni très rapidement sur la sortie de commutation numérique, avec une latence maximale de seulement 0,35 ms après le dépassement du point de commutation.

Vous pouvez arrêter la communication IO-Link pour désactiver la transmission des données de mesure. Dans ce cas, la ligne normalement utilisée pour la transmission du signal numérique peut être réutilisée en tant que second commutateur de sortie numérique.

Surveillance de la santé du capteur

Le capteur émet un avertissement lorsque les limites physiques sont dépassées, telles que des surcharges statiques ou dynamiques ou des températures dépassant les spécifications.

Les caractéristiques pertinentes du capteur sont stockées dans la mémoire du capteur :

Température de fonctionnement la plus élevée et la plus basse
Température nominale la plus élevée et la plus basse
Limite de température du module amplificateur
Limite Haute Température
Force nominale la plus élevée et la plus faible
Force opérationnelle la plus élevée et la plus faible
Force maximale de pointe à crête

Le module amplificateur compare en permanence les valeurs mesurées aux limites définies et envoie un avertissement en cas de transgression, permettant ainsi de prendre des mesures correctives. La fréquence d'échantillonnage élevée de 40 kS/s garantit que même de courts pics de surcharge sont détectés et déclenchent une alerte

• Fonctions statistiques (mémoire Min/Max, valeurs moyennes)

Toutes les fonctions statistiques sont évaluées à une fréquence d'échantillonnage de 40 kS/s. Cela garantit des valeurs Min/Max précises, même en cas de signaux de force rapides.

• Informations sur la température (lorsque le module amplificateur est intégré au capteur) : U10M, U10F, C10, U2B, C2)

Une caractéristique importante est la mesure de température intégrée au capteur. Cela permet d'obtenir la température de votre procédé sans avoir besoin d'un capteur de température supplémentaire. Cette fonction n'est pas disponible pour les capteurs utilisant un amplificateur en ligne.

Les capteurs de force HBK avec IO-Link fonctionnent à une fréquence d'échantillonnage interne de 40 kHz et sont conformes à la norme COM3, qui offre le débit de données le plus rapide de l'écosystème IO-Link. Le temps de cycle de nos capteurs est inférieur à 1 ms. Le temps de cycle de votre configuration dépend du maître IO-Link et de sa configuration.

HBK utilise la norme COM3, qui fournit le débit de données le plus rapide de l'écosystème IO-Link. Le module fonctionne en interne à une fréquence d'échantillonnage élevée de 40 kHz, ce qui garantit que la détection des pics fonctionne avec précision, même avec des signaux de force rapides.

Deux aspects sont importants :

Le temps de propagation du signal du module amplificateur n'est pas supérieur à 350 µs. Cela signifie qu'il faut au maximum 0,35 ms pour qu'un événement physique à l'entrée de l'amplificateur soit disponible à sa sortie. L'interface IO-Link fonctionne selon le principe selon lequel le maître IO-Link détermine la durée du cycle. Le délai de propagation maximal est la somme du retard interne du module amplificateur (0,35 ms) et du temps de cycle spécifié par le maître IO-Link grâce à son paramétrage et à ses caractéristiques techniques. Veuillez noter que les filtres augmentent le temps de propagation du signal. La sortie vers les sorties de commutation numériques ne dépend pas du maître IO-Link : le délai de propagation du signal est dans ce cas de 0,35 ms. Ces capteurs permettent une commutation rapide.
La bande passante de la chaîne de mesure dépend de la rigidité du capteur et de l'installation mécanique, comme la rigidité de l'introduction de la charge et le poids des composants adaptés, d'un point de vue mécanique. Le nombre de valeurs de mesure transmises par seconde est le facteur clé dans le calcul de la bande passante de toute chaîne de mesure numérique. Le module amplificateur a un temps de cycle inférieur à 1 ms, ce qui signifie qu'il peut transférer plus de 1 000 valeurs de mesure par seconde. En règle générale, la bande passante est d'environ un dixième du nombre de valeurs de mesure transmises par seconde. Si le maître IO-Link a également un temps de cycle de 1 ms, la bande passante résultante est de 100 Hz, en supposant que l'installation mécanique prenne en charge la mesure à cette fréquence.

Veuillez noter que la bande passante interne est de 40 kHz. La détection des pics permet de mesurer beaucoup plus rapidement.

IO-Link est une interface exceptionnelle et économique qui est compatible avec tous les systèmes de bus de terrain. Il permet un processus d'intégration rapide et peut être utilisé en combinaison avec de faibles coûts de câblage. L'intégration simple et rapide des appareils IO-Link dans votre environnement de bus de terrain constitue un autre avantage majeur de cette interface.

La passerelle qui relie les appareils IO-Link, tels que les capteurs HBK, au niveau du bus de terrain est ce que l'on appelle le maître IO-Link. Les maîtres IO-Link sont disponibles pour tous les systèmes de bus de terrain existants, ce qui signifie que les capteurs et actionneurs IO-Link peuvent être utilisés sur toutes les plateformes de bus de terrain.

La connexion entre le capteur et le maître IO-Link utilise un câble de capteur standard M12 non blindé. Ce câble unique gère à la fois la transmission de données et l'alimentation en tension et est extrêmement flexible, ce qui garantit qu'il n'affecte pas les propriétés mécaniques du point de mesure, même lorsque des capteurs sont utilisés pour de très faibles forces.

Comme indiqué ci-dessus, les câbles de connexion IO-Link ne sont pas blindés et le capteur et le boîtier du maître IO-Link sont isolés galvaniquement. En cas de différences de potentiel électrique entre le boîtier du capteur et le boîtier principal IO-Link, aucun courant ne passe au-dessus d'un blindage susceptible d'influencer la mesure.

Oui Pour la nouvelle génération d'outils de mesure de force, HBK propose le même service d'étalonnage que pour les produits traditionnels, garantissant la traçabilité des mesures. Les exigences des normes de qualité telles que la norme ISO 9001 peuvent être satisfaites sans aucune restriction.

Le laboratoire d'étalonnage HBK est certifié conformément à la norme ISO 17025. Cela signifie que les services d'étalonnage de HBK répondent à toutes les exigences en matière de traçabilité selon les normes nationales, une exigence essentielle des normes de qualité telles que la norme ISO 9001. Le processus d'étalonnage des capteurs numériques est identique à celui des cellules de charge traditionnelles : les mêmes appareils d'étalonnage et les mêmes étalons sont utilisés. Les clients bénéficient ainsi de la haute précision de l'équipement d'étalonnage de HBK pour les capteurs numériques.

La procédure d'étalonnage est la suivante :

a. La première étape consiste à lire toutes les données de linéarisation (points d'appui ou coefficients du polynôme cubique) stockées dans le capteur. Ces données sont stockées en toute sécurité à l'extérieur.
b. Ensuite, toutes les données de linéarisation sont supprimées. Le capteur fonctionne désormais sans correction d'erreur de linéarité.
c. Différentes étapes de charge sont appliquées au capteur et les résultats sont enregistrés dans la mémoire du capteur. Le capteur fonctionne désormais avec une correction de linéarité.

Vous recevez ainsi un capteur prêt à l'emploi avec compensation active des erreurs de linéarisation. Le calcul de l'incertitude de mesure est valable pour l'ensemble du système.

Un service d'étalonnage standard fonctionnel est également disponible.

Des économies de coûts, une configuration facile et rapide et une communication jusqu'au niveau du terrain : les avantages sont considérables.

Dans la plupart des cas, les économies de coûts constituent le principal argument en faveur du choix d'un capteur doté de la technologie IO-Link. Les principaux avantages de la technologie IO-Link sont les suivants :

Aucun espace n'est requis dans l'armoire.
Coûts de câblage réduits.
Gain de temps lors du processus d'intégration.
Plug and play sans paramétrage : après avoir connecté l'appareil à un maître IO-Link, vous recevez immédiatement des valeurs de mesure précises en newtons.
La communication entre le niveau de contrôle et le niveau de terrain est possible.

La précision améliorée vous permet de répondre aux exigences de qualité de plus en plus strictes des produits. En outre, les capteurs de force IO-Link de HBK sont encore plus fiables que les produits déjà connus de HBK.

Les capteurs de force intelligents de HBK améliorent la précision.

Les algorithmes de linéarisation des capteurs améliorent la précision des capteurs numériques, en particulier lorsqu'un étalonnage est commandé. Les capteurs dotés d'un module amplificateur intégré (U10M, U10F, C10, U2B, C2) disposent également d'une compensation de température numérique. L'effet de la température sur le point zéro, l'un des facteurs les plus importants contribuant à l'incertitude de mesure de la force, est réduit de moitié à peine par rapport aux versions passives. Comme aucun câble ne transmet de signaux analogiques, l'influence des champs électromagnétiques est minimisée. HBK utilise un module amplificateur à faible bruit et à haute résolution.

Les capteurs de force intelligents sont des outils de mesure de haute précision. En particulier dans les environnements industriels soumis à des conditions de température difficiles et à une large plage de mesure, ils offrent une excellente précision.

La robustesse mécanique du capteur reste inchangée avec l'amplificateur intégré. La plage de température est inférieure à celle des capteurs traditionnels. Veuillez consulter nos fiches techniques.

HBK effectue des tests de chocs et de vibrations sur chaque produit. En ce qui concerne l'électronique intégrée, il n'y a aucun compromis : la résistance aux chocs et aux vibrations est équivalente à celle des capteurs traditionnels et est testée conformément aux normes IEC pertinentes. Il en va de même pour le degré de protection. L'amplificateur en ligne atteint la classe de protection IP67, tout comme les capteurs de force avec amplificateurs intégrés. Veuillez noter qu'un câble adapté doit être connecté au capteur pour maintenir ce niveau de protection.

En ce qui concerne la température, les capteurs sont limités par les caractéristiques des composants électroniques. La plage de température est limitée à 60 °C, contre 85 °C pour les versions traditionnelles.

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Quelles sont les caractéristiques des capteurs de force IO-Link ?

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• Informations sur la température (lorsque le module amplificateur est intégré au capteur) : U10M, U10F, C10, U2B, C2)

Quelle est la vitesse des capteurs de force HBK dotés d'une interface IO-Link ?

Pourquoi HBK a-t-il choisi IO-Link comme interface pour les capteurs de force ?

Puis-je effectuer des mesures traçables ?

Quels sont les avantages de l'utilisation des capteurs de force intelligents HBK ?

Les capteurs de force HBK IO-Link sont-ils moins précis que les capteurs traditionnels ?

Dans quelle mesure les capteurs HBK IO-Link sont-ils robustes face à la température, à l'humidité, aux chocs et aux vibrations ?

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