ABB 3BSE023316R1002 Pressductor Radial Load Cells

I. überblick

II. Kernfunktionsmerkmale

1. Kleinbereichs-Spannungsmessung mit hoher Genauigkeit

• Extreme Messgenauigkeit: Die Messgenauigkeit erreicht ±0,05 % FS (Vollskala), mit einem Linearit?tsfehler ≤ 0,03 % FS und einem Hysteresefehlers ≤ 0,02 % FS. Die minimale Aufl?sung innerhalb des 1,0 kN-Bereichs kann bis auf 0,01 N erreichen. Beispielsweise in einer Lithiumbatterie-Separator-Produktionslinie, wenn die Separatorspannung von 0,3 kN auf 0,32 kN schwankt, kann der Sensor ein Stromsignal in Echtzeit von 9,2 mA (entsprechend 0,3 kN) auf 9,84 mA (entsprechend 0,32 kN) ausgeben, mit einem Fehler ≤ 0,005 mA. Dies bietet eine genaue Anpassungsgrundlage für den Regler und verhindert Locher oder ungleichm??iges Dehnung des Separators aufgrund von Spannungsschwankungen.

• Weite überlastschutz: Er hat eine kurzfristige überlastkapazit?t von 150 % FS (1,5 kN) und eine langfristige überlastkapazit?t von 120 % FS (1,2 kN) und kann momentane Spannungsst??e w?hrend der Produktion aushalten, wie z. B. beim Passieren von Wickelmaterial-Verbindungen und beim An- und Auschalten der Anlage. Beispielsweise in der Mikrokabel-Verdrehproduktion, wenn ein Kabelverbinder den Spannungsroller passiert, erreicht die momentane Spannung 1,4 kN. Der Sensor kann diese Last normal aushalten, ohne dass es zu einer Genauigkeitsverminderung kommt, und so die Besch?digung des Sensors durch überlastung vermeiden.

• Geringer Signal-Drift: Er verwendet Metall-Dehnungsmessstreifen mit geringer Temperaturdrift (Temperaturkoeffizient ≤ 0,0005 % FS/°C) und eine Pr?zisions-Kompensationsschaltung. Innerhalb des Betriebstemperaturbereichs von -10 °C bis 70 °C betr?gt die Temperaturdrift ≤ 0,001 % FS/°C. Beispielsweise in einer Elektronikwerkstatt im Sommer (Temperatur 35 °C) und im Winter (Temperatur 10 °C) betr?gt die ?nderung des Messfehlers nur ≤ 0,025 % FS, viel niedriger als die 0,05 % FS-Temperaturdrift herk?mmlicher Kleinbereichssensoren, was die Messstabilit?t über den gesamten Temperaturbereich gew?hrleistet.

2. Miniaturisiertes Design und flexible Integration

• Ultra-kleine Gr??e und Leichtgewicht: Mit einer kompakten Gr??e von 120 mm × 80 mm × 50 mm kann er in enge R?ume neben kleinen Spannungsrollen und Umlenkrollen integriert werden (z. B. kleine Spannungsreglereinheiten in FPC-Produktionslinien). Das 0,8 kg leichte Design erm?glicht die direkte Montage auf leichten Spannungsrollenhaltern aus Kunststoff oder Aluminiumlegierung, ohne zus?tzliche Verst?rkungsstrukturen erforderlich zu sein und so die Schwierigkeit der Anpassung der Produktionslinie zu verringern.

• Anpassung an mehrere Montagemethoden: Er unterstützt drei Montagemethoden - Mini-Flanschmontage, Clip-Montage und Bolzenfixierung - um sich an die mechanischen Layouts verschiedener Leichtlast-Equipment anzupassen. Beispielsweise auf einer Textilspinnmaschine wird die Clip-Montage verwendet, um den Sensor neben der Fadenführerrolle zu befestigen und so die Fadenspannung schnell zu messen; auf Mikrokabel-Zug-Equipment wird die Bolzenfixierung an der Seite des Zugrollen-Lagergeh?uses verwendet, um sich an die kompakte Ger?testruktur anzupassen.

• Standardisierter Schnittstelle und niedriger Stromverbrauch: Er verwendet einen M8-Mini-Kreiskonnektor als Signalschnittstelle und erfordert nur 4-Kern-Verdrahtung (positive Stromversorgung, negative Stromversorgung, positives Signal, negatives Signal). Der Konnektor ist einfach zu stecken und zu entfernen und weist eine Fehlsteck-Sicherheit auf. Mit einer Betriebsspannung von 18 - 30 V DC und einem Stromverbrauch ≤ 1 W kann er direkt von der Hilfsstromversorgung eines PLC oder Spannungsreglers gespeist werden, ohne dass eine zus?tzliche spezielle Stromversorgung erforderlich ist und so die Schaltungsgestaltung zu vereinfachen.

3. Starke St?rungsunterdrückung und Umweltanpassungsf?higkeit

• Optimierte elektromagnetische St?rungsunterdrückung: Die Signalaufbereitungsschaltung verwendet eine dreistufige EMC-Filterung (Gleichtaktfilterung, Differenzialfilterung, RF-Filterung) und entspricht der IEC 61000-6-3-Industrie-St?rungsunterdrückungs-Norm. Sie bietet elektrostatische Entladungsschutz (ESD) von ±6 kV (Luftentladung)/±3 kV (Kontaktentladung) und Schutz gegen elektrische schnelle überg?nge (EFT) von ±1 kV, was elektromagnetische St?rungen von Hochfrequenzger?ten in Elektronikwerkst?tten widerstehen kann. Dies gew?hrleistet, dass die 4 - 20 mA-Signal-Schwankung ≤ 0,003 mA betr?gt und so die Fehlbeurteilung der Spannung aufgrund von St?rungen vermeidet.

• IP65-Schutz und Korrosionsbest?ndigkeit: Das Geh?use besteht aus anodisierter Aluminiumlegierung mit einer Oberfl?chenh?rte von HV300 und kann leichte St??e und das Wischen mit Chemikalien (z. B. Alkohol, Isopropylalkohol) aushalten. Die Schutzart IP65 verhindert die Ansammlung von Staub und spritzendes Wasser (z. B. Kühlfeuchtigkeit in Folienproduktionslinien) w?hrend der Produktion und vermeidet so Kurzschlüsse in internen Schaltungen oder die Korrosion von Komponenten.

• Stabile Signalausgabe: Er unterstützt einstellbare Signalerfassungsraten (100 Hz - 1000 Hz). Eine Standard-Abtastrate von 100 Hz wird in Leichtlast-Szenarien verwendet, um die Reaktionsgeschwindigkeit und die Signalstabilit?t auszugleichen. Für schnelle Leichtwickelmaterialien (z. B. Folienproduktionsgeschwindigkeit bis zu 100 m/min) kann die Abtastrate auf 500 Hz erh?ht werden, um die Echtzeit-Erfassung von Spannungs?nderungen ohne Signalverz?gerung zu gew?hrleisten.

4. Intelligente Diagnose und einfache Wartung

• Fehlerselbstdiagnose: Er verfügt über eine eingebaute Stromversorgungsüberwachung und eine Signal-Offen-/Kurzschluss-Erkennungsschaltung. Wenn die Stromversorgung überh?ht (>30 V DC), zu niedrig (<18V DC), or strain gauge signal open-circuit is detected, the sensor outputs a fault signal (current fixed at 22mA or 0mA). Meanwhile, it uploads fault codes (e.g., "E01: Power Overvoltage", "E03: Strain Gauge Open-Circuit") via the optional RS485 interface, allowing maintenance personnel to quickly locate faults through the touchscreen.

• On-Site Convenient Calibration: It supports "zero calibration" and "two-point calibration" without disassembling the sensor. Zero calibration can be completed by short-pressing the calibration button on the sensor side (suitable for no-load conditions). For two-point calibration, known tension values (e.g., hanging standard weights of 0.2kN and 0.8kN) are input via ABB calibration software. The calibration process takes ≤3 minutes and can be completed by production line operators without professional calibration equipment.

• Data Storage and Traceability: With the optional RS485 interface, it can store the latest 100 tension abnormality records (including abnormal time and abnormal tension values), which can be exported via upper computer software. This facilitates traceability of product quality issues caused by tension abnormalities (e.g., defects in a batch of films due to tension fluctuations).

III. Technical Parameters

1. Electrical Parameters

2. Mechanical and Environmental Parameters

3. Reliability Parameters

• Fatigue Life: ≥5 million full-scale cycles (in accordance with ISO 3808 light-load standard);

• Mean Time Between Failures (MTBF): ≥80,000 hours;

• Material Certification: The aluminum alloy housing complies with ASTM B209 standard; the strain gauges comply with ISO 10113 standard.

IV. Working Principle

1. Light Tension Force Application Stage: When light coiled materials (e.g., lithium battery separators, ultra-fine fibers) pass through the mini tension roller, the tension value (0.1-1.0kN) is transmitted to the sensor’s elastic body (aviation-grade aluminum alloy). The elastic body undergoes slight elastic deformation under light tension (approximately 0.05mm deformation under 1.0kN tension). Although the deformation is small, it can still be captured by high-precision strain gauges.

2. 
   

3. Strain Sensing Stage: Three mini metal strain gauges are bonded to the surface of the elastic body (forming a half-bridge circuit to adapt to light-load deformation characteristics). As the elastic body deforms, the strain gauges produce resistance changes—tensile strain gauges show a slight increase in resistance (with a change rate of approximately 0.1%), which breaks the balance of the half-bridge circuit and outputs a weak voltage signal (in the μV level, different from the mV-level signal of heavy-load sensors).

4. Signal Conditioning Stage: The built-in low-noise signal conditioning circuit amplifies the μV-level signal to the V level, filters it (with an adjustable bandwidth of 10Hz-1000Hz to remove high-frequency vibration noise in light-load scenarios), and performs temperature compensation (to offset the impact of temperature-induced deformation of the aluminum alloy elastic body). This converts the signal into a voltage signal linearly corresponding to the light tension value.

5. 
   

6. Signal Conversion and Output Stage: The conditioned voltage signal is converted into a 4-20mA DC standard signal via a 16-bit D/A converter (4mA corresponding to 0kN and 20mA corresponding to 1.0kN), or output as a digital signal via the optional RS485 interface, which is then transmitted to the PLC or tension controller.

7. Closed-Loop Control Stage: The controller compares the actual tension value with the set value (e.g., 0.4kN set tension for FPC substrates). If the actual tension (0.45kN) is greater than the set value, it drives a mini actuator (e.g., a stepper motor to adjust the tension roller pressure) to reduce the tension; if the actual tension (0.35kN) is less than the set value, it increases the tension. Dies gew?hrleistet, dass die Spannung des Leichtwickelmaterials auf ±0,005 kN stabilisiert wird und so Materialbesch?digungen vermeidet.