ABB PFRL101C-1.0kN Pressductor Celdas de Carga de Carga Radial

I. Descripción general

II. Características funcionales principales

1. Medición de tensión de peque?o rango y alta precisión

• Precisión extrema de medición: La precisión de medición alcanza ±0.05% FS (escala completa), con un error lineal ≤0.03% FS y un error de histéresis ≤0.02% FS. La resolución mínima dentro del rango de 1.0kN puede alcanzar 0.01N. Por ejemplo, en una línea de producción de separadores de baterías de litio, cuando la tensión del separador fluctúa de 0.3kN a 0.32kN, el sensor puede enviar en tiempo real una se?al de corriente de 9.2mA (correspondiente a 0.3kN) a 9.84mA (correspondiente a 0.32kN), con un error ≤0.005mA. Esto proporciona una base de ajuste precisa para el controlador, evitando la formación de agujeros o el estiramiento irregular del separador causados por las fluctuaciones de tensión.

• Amplia protección contra sobrecarga: Tiene una capacidad de sobrecarga a corto plazo del 150% FS (1.5kN) y una capacidad de sobrecarga a largo plazo del 120% FS (1.2kN), capaz de soportar impactos instantáneos de tensión durante la producción, como el paso de las uniones de materiales enrollados y el arranque y parada de equipos. Por ejemplo, en la producción de cableado de microcables, cuando una unión de cable pasa por el rodillo de tensión, la tensión instantánea alcanza 1.4kN. El sensor puede soportar esta carga normalmente sin pérdida de precisión, evitando el da?o del sensor debido a la sobrecarga.

• Baja deriva de se?al: Utiliza extensómetros metálicos de baja deriva térmica (coeficiente de temperatura ≤0.0005% FS/℃) y un circuito de compensación de alta precisión. Dentro del rango de temperatura de funcionamiento de -10℃~70℃, la deriva térmica es ≤0.001% FS/℃. Por ejemplo, en un taller electrónico en verano (temperatura 35℃) y en invierno (temperatura 10℃), el cambio en el error de medición es solo ≤0.025% FS, mucho menor que la deriva térmica de 0.05% FS de los sensores convencionales de peque?o rango, garantizando la estabilidad de la medición en todo el rango de temperatura.

2. Dise?o miniaturizado e integración flexible

• Ultrapeque?o tama?o y ligereza: Con un tama?o compacto de 120mm×80mm×50mm, se puede integrar en espacios angostos junto a rodillos de tensión peque?os y rodillos guiadores (por ejemplo, unidades de ajuste de tensión peque?as en líneas de producción de FPC). El dise?o ligero de 0.8kg permite la instalación directa en soportes de rodillos de tensión ligeros hechos de plástico o aleación de aluminio, eliminando la necesidad de estructuras de refuerzo adicionales y reduciendo la dificultad de modificación de la línea de producción.

• Adaptabilidad a múltiples métodos de instalación: Admite tres métodos de instalación: montaje con brida miniatura, montaje por enganche y montaje con tornillos, para adaptarse a los dise?os mecánicos de diferentes equipos de carga ligera. Por ejemplo, en una máquina de hilado textil, se utiliza el montaje por enganche para fijar el sensor junto al rodillo guía de hilos para una medición rápida de la tensión del hilo; en equipos de tracción de microcables, se adopta el montaje con tornillos en el lateral del soporte del rodillo de tracción para adaptarse a la estructura compacta del equipo.

• Interfaz estandarizada y bajo consumo de energía: Utiliza un conector circular mini M8 como interfaz de se?al, requiriendo solo un cableado de 4 núcleos (alimentación positiva, alimentación negativa, se?al positiva, se?al negativa). El conector es fácil de enchufar/desenchufar y tiene protección contra inserción incorrecta. Con un voltaje de alimentación de 18-30V CC y un consumo de energía ≤1W, se puede alimentar directamente por la fuente de alimentación auxiliar de un PLC o controlador de tensión, eliminando la necesidad de una fuente de alimentación dedicada adicional y simplificando el dise?o del circuito.

3. Fuerte resistencia a interferencias y adaptabilidad ambiental

• Optimizada resistencia a interferencias electromagnéticas: El circuito de acondicionamiento de se?al adopta un filtrado EMC de tres etapas (filtrado de modo común, filtrado de modo diferencial, filtrado RF) y cumple con la norma industrial de resistencia a interferencias IEC 61000-6-3. Proporciona protección contra descargas electrostáticas (ESD) de ±6kV (descarga en el aire)/±3kV (descarga por contacto) y protección contra transitorios eléctricos rápidos (EFT) de ±1kV, lo que puede resistir las interferencias electromagnéticas generadas por equipos de alta frecuencia en talleres electrónicos. Esto garantiza que la fluctuación de la se?al de 4-20mA sea ≤0.003mA, evitando el mal juicio de la tensión causado por interferencias.

• Protección IP65 y resistencia a la corrosión: La carcasa está hecha de aleación de aluminio anodizada con una dureza superficial de HV300, capaz de soportar impactos leves y limpiezas con reactivos químicos (por ejemplo, alcohol, isopropil alcohol). La clasificación de protección IP65 evita la acumulación de polvo y las salpicaduras de agua (por ejemplo, humedad de enfriamiento en líneas de producción de películas) durante la producción, evitando cortocircuitos en los circuitos internos o la corrosión de componentes.

• Salida de se?al estable: Admite tasas de muestreo de se?al ajustables (100Hz-1000Hz). Se utiliza una tasa de muestreo predeterminada de 100Hz en escenarios de carga ligera para equilibrar la velocidad de respuesta y la estabilidad de la se?al. Para materiales enrollados ligeros de alta velocidad (por ejemplo, velocidad de producción de películas de hasta 100m/min), la tasa de muestreo se puede aumentar a 500Hz para garantizar la captura en tiempo real de los cambios de tensión sin retraso de se?al.

4. Diagnóstico inteligente y mantenimiento conveniente

• Autodiagnóstico de fallas: Tiene circuitos de monitoreo de alimentación y detección de circuito abierto/cerrado de se?al incorporados. Si hay sobrevoltaje de alimentación (>30V CC), subvoltaje (<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.

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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.

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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. Esto garantiza que la tensión del material enrollado ligero se estabilice dentro de ±0.005kN, evitando el da?o del material.