C2

O módulo amplificador IO-Link oferece inúmeras funções que melhoram a precisão das suas medições de força através da linearização e compensação digital da temperatura, ao mesmo tempo que melhoram a fiabilidade do processo através da monitorização da integridade do sensor HBK. Informações adicionais, como dados de temperatura, também são fornecidas.

• Linearização
• Filtro passa-baixo ajustável
•  Dois interruptores de limite
• Duas saídas de comutação digital
• Monitoramento da integridade do sensor
• Funções estatísticas (Memória Mín/Máx, valores médios)
• Informação de Temperatura

Linearização

Pode inserir até 21 pontos de apoio. Em alternativa, pode utilizar os coeficientes de uma interpolação polinomial da curva característica do sensor. Ambos os algoritmos são concebidos para uma utilização optimizada dos certificados de calibração.

Dica: A HBK introduzirá os parâmetros do certificado de calibração se encomendar a calibração dos seus sensores através do HBK. Neste caso, o seu sensor será devolvido como um transdutor plug-and-measure!

Filtro passa-baixo ajustável

Filtros digitais de 6ª ordem (Bessel ou Butterworth) com frequência de corte livremente ajustável

Dois interruptores de limite

Os interruptores de limite são concebidos de acordo com o IO-Link “Smart Sensor Profile”. Para além do nível de comutação, pode definir uma histerese, se necessário. O chamado “Modo Janela” permite ativar o interruptor limite quando o valor medido cai dentro de uma faixa de força definida, por exemplo, entre 1 kN e 1,8 kN. Todos os interruptores podem ser negados.

Duas saídas de comutação digital

Um interruptor de saída está sempre disponível. O resultado é fornecido muito rapidamente na saída de comutação digital — com uma latência máxima de apenas 0,35 ms após o ponto de comutação ser excedido.

Pode parar a comunicação IO-Link para desativar a transmissão dos dados de medição. Neste caso, a linha normalmente utilizada para transmissão de sinal digital pode ser reaproveitada como um segundo interruptor de saída digital.

Monitoramento da integridade do sensor

O sensor emite um aviso quando os limites físicos são excedidos — como sobrecargas estáticas ou dinâmicas, ou temperaturas além da especificação.

As características relevantes do sensor são armazenadas na memória do sensor:

• Temperatura operacional mais alta e mais baixa
• Temperatura nominal mais alta e mais baixa
• Limite de temperatura do módulo amplificador
• Limite de temperatura da CPU
• Maior e mais baixa força nominal
• Maior e mais baixa força operacional
• Força máxima de pico a pico a pico

O módulo amplificador compara continuamente os valores medidos com os limites definidos e envia um aviso em caso de transgressão, permitindo uma ação corretiva. A alta taxa de amostragem de 40 KS/s garante que mesmo picos de sobrecarga curtos sejam detectados e acionem um aviso

• Funções estatísticas (Memória Mín/Máx, valores médios)

Todas as funções estatísticas são avaliadas a uma taxa de amostragem de 40 kS/s. Isso garante valores Min/Max precisos, mesmo no caso de sinais de força rápida.

• Informação de temperatura (quando o módulo amplificador está integrado no sensor: U10M, U10F, C10, U2B, C2)

Uma característica importante é a medição integrada da temperatura dentro do sensor. Isso fornece a temperatura do seu processo sem a necessidade de um sensor de temperatura adicional. Esta funcionalidade não está disponível para sensores que utilizam um amplificador em linha.

Os transdutores de força HBK com IO-Link operam a uma taxa de amostragem interna de 40 kHz e suportam o padrão COM3, que oferece a taxa de dados mais rápida no ecossistema IO-Link. O tempo de ciclo dos nossos sensores é inferior a 1 ms. O tempo de ciclo da sua configuração depende do mestre IO-Link e da sua configuração.

A HBK utiliza o padrão COM3, que fornece a taxa de dados mais rápida no ecossistema IO-Link. O módulo opera internamente a uma alta taxa de amostragem de 40 kHz, garantindo que a detecção de pico funcione com precisão mesmo com sinais de força rápida.

Dois aspetos são importantes:

1. O tempo de propagação do sinal do módulo amplificador não é superior a 350 µs. Isto significa que é necessário um máximo de 0,35 ms para que um evento físico na entrada do amplificador fique disponível na sua saída. A interface IO-Link opera com o princípio de que o mestre IO-Link determina o tempo de ciclo. O atraso máximo de propagação é a soma do atraso interno do módulo amplificador (0,35 ms) e o tempo de ciclo especificado pelo mestre IO-Link através da sua parametrização e características técnicas. Por favor, note que os filtros aumentam o tempo de propagação do sinal. A saída para as saídas de comutação digital não depende do mestre IO-Link — o atraso de propagação do sinal neste caso é de 0,35 ms. Estes sensores suportam comutação rápida.
2. A largura de banda da cadeia de medição depende da rigidez do sensor e da instalação mecânica — como a rigidez da introdução da carga e o peso dos componentes adaptados — de uma perspectiva mecânica. O número de valores de medição transmitidos por segundo é o fator chave no cálculo da largura de banda de qualquer cadeia de medição digital. O módulo amplificador tem um tempo de ciclo inferior a 1 ms, o que significa que pode transferir mais de 1.000 valores de medição por segundo. Como regra geral, a largura de banda é aproximadamente um décimo do número de valores de medição transmitidos por segundo. Se o mestre IO-Link também tiver um tempo de ciclo de 1 ms, a largura de banda resultante é de 100 Hz — assumindo que a instalação mecânica suporta medição nessa frequência.

Por favor, note que a largura de banda interna é de 40 kHz — a detecção de pico é capaz de medir muito mais rapidamente.

IO-Link é uma interface excelente e económica que é compatível com qualquer sistema fieldbus. Permite um processo de integração que economiza tempo e pode ser usado em combinação com baixos custos de cabeamento. A integração fácil e rápida de dispositivos IO-Link no seu ambiente de fieldbus é outra grande vantagem desta interface.

O gateway que liga os dispositivos IO-Link — como os sensores HBK — ao nível do fieldbus é o chamado mestre IO-Link. Os mestres IO-Link estão disponíveis para todos os sistemas de fieldbus existentes, o que significa que os sensores e atuadores IO-Link podem ser usados em todas as plataformas fieldbus.

A ligação entre o sensor e o mestre IO-Link utiliza um cabo de sensor padrão M12 não blindado. Este único cabo manipula tanto a transmissão de dados como o fornecimento de tensão e é altamente flexível — garantindo que não afeta as propriedades mecânicas do ponto de medição, mesmo quando são utilizados sensores para forças muito pequenas.

Como mencionado acima, os cabos de conexão IO-Link não possuem blindagem e tanto o sensor quanto a carcaça do mestre IO-Link são isolados galvanicamente. No caso de potenciais elétricos diferentes entre a carcaça do sensor e a caixa principal IO-Link, nenhuma corrente flui sobre qualquer blindagem que possa influenciar a medição.

Sim. Para a nova geração de ferramentas de medição de força, a HBK oferece o mesmo serviço de calibração que para os produtos tradicionais, garantindo medições rastreáveis. Os requisitos das normas de qualidade como a ISO 9001 podem ser cumpridos sem restrições.

O laboratório de calibração HBK é certificado de acordo com a norma ISO 17025. Isto significa que os serviços de calibração da HBK cumprem todos os requisitos de rastreabilidade de acordo com as normas nacionais — um requisito fundamental de normas de qualidade como a ISO 9001. O processo de calibração para sensores digitais é idêntico ao das células de carga tradicionais: são utilizadas as mesmas plataformas de calibração e padrões. Como resultado, os clientes beneficiam da alta precisão dos equipamentos de calibração da HBK para sensores digitais.

O procedimento de calibração é o seguinte:

a. O primeiro passo é ler todos os dados de linearização (pontos de suporte ou coeficientes do polinômio cúbico) armazenados no sensor. Estes dados são armazenados externamente com segurança.
b. Depois disso, todos os dados de linearização são eliminados. O sensor agora funciona sem correção para erro de linearidade.
c. Diferentes etapas de carga são aplicadas ao sensor e os resultados são armazenados na memória do sensor. O sensor funciona agora com correção de linearidade.

Como resultado, recebe um sensor plug-and-play com compensação ativa por erro de linearização. O cálculo da incerteza de medição é válido para o sistema completo.

Também está disponível um serviço de calibração standard em funcionamento.

Poupança de custos, configuração fácil e rápida e comunicação até ao nível de campo — as vantagens são substanciais.

Na maioria dos casos, a redução de custos é o argumento mais forte para a escolha de um sensor com tecnologia IO-Link. Os benefícios mais importantes da tecnologia IO-Link incluem:

1. Não é necessário espaço no armário.
2. Reduza os custos de cabeamento.
3. Poupança de tempo durante o processo de integração.
4. Plug and play sem parametrização: depois de ligar o dispositivo a um mestre IO-Link, recebe imediatamente valores de medição precisos em Newtons.
5. A comunicação do nível de controlo para o nível de campo é possível.

A precisão melhorada ajuda-o a cumprir requisitos de qualidade cada vez mais exigentes do produto. Além disso, os sensores de força IO-Link da HBK são ainda mais fiáveis do que os já conhecidos produtos da HBK.

Os transdutores de força inteligentes da HBK melhoram a precisão.

Os algoritmos de linearização dos sensores melhoram a precisão dos sensores digitais — especialmente quando uma calibração é solicitada. Os sensores com um módulo amplificador integrado (U10M, U10F, C10, U2B, C2) também possuem compensação digital de temperatura. O efeito da temperatura no ponto zero — um dos fatores mais importantes que contribuem para a incerteza da medição da força — é reduzido a apenas metade do das versões passivas. Uma vez que nenhum cabo transmite sinais analógicos, a influência dos campos electromagnéticos é minimizada. A HBK utiliza um módulo amplificador de baixo ruído com alta resolução.

Os sensores inteligentes de força são ferramentas de medição altamente precisas. Especialmente em ambientes industriais com condições de temperatura desafiadoras e uma ampla faixa de medição, oferecem excelente precisão.

A robustez mecânica do sensor permanece inalterada com o amplificador integrado. A gama de temperaturas é inferior à dos sensores tradicionais — consulte as nossas fichas técnicas.

A HBK realiza testes de choque e vibração em todos os produtos. No que toca à eletrónica integrada, não existem compromissos: a resistência ao choque e às vibrações é equivalente à dos sensores tradicionais e é testada de acordo com as normas IEC relevantes. O mesmo se aplica ao grau de protecção. O amplificador em linha atinge a classe de proteção IP67, assim como os transdutores de força com amplificadores integrados. Por favor, note que um cabo adequado deve ser ligado ao sensor para manter este nível de protecção.

Em relação à temperatura, os sensores estão limitados pelas características dos componentes eletrónicos. A faixa de temperatura é restrita a 60°C, em comparação com 85°C nas versões tradicionais.