Description du produit
I. Aper?u
Le ABB PFRL101C-1.0kN est un capteur de tension à petite plage et haute précision de la série ProcessMaster du groupe ABB (Suisse). Son positionnement clé est de résoudre le problème de mesure précise de la tension lors de la production de matériaux enroulés à faible charge (tels que les feuilles métalliques ultra-minces, les films précis, les filaments textiles et les micro-cables), fournissant des données fiables pour le contr?le en boucle fermée de la faible tension. Avec une plage de mesure nominale de 1.0kN (kilonewton), il adopte une conception de jauges de contrainte miniaturisées, intégrant haute précision, faible consommation d'énergie et forte adaptabilité environnementale. Il est largement utilisé dans les lignes de production à faible charge de différents secteurs tels que la fabrication de composants électroniques (par exemple, les substrats de circuits imprimés flexibles FPC), la production de films précis (par exemple, les séparateurs de batteries au lithium), le textile et les fibres chimiques (par exemple, la filature de fibres ultra-fines) et les micro-cables (par exemple, les cables d'écouteurs, les cables de données). Il peut efficacement prévenir la rupture du matériau due à une tension excessive ou le plissement et la déviation dus à une tension insuffisante, garantissant la qualité et l'efficacité de production des matériaux enroulés légers.
Ce capteur présente une structure mécanique ultra-compacte (dimensions extérieures environ 120mm×80mm×50mm, selon le mode d'installation). Son bo?tier est en alliage d'aluminium de qualité aviation (traitement de surface anodisé), équilibrant les propriétés légères (poids environ 0,8kg) et la résistance structurelle. Il a une protection IP65, capable de résister à la poussière et aux éclaboussures d'humidité sur les sites industriels. Equipé d'un circuit de conditionnement de signal à faible dérive intégré, il fonctionne dans une plage de température de -10℃~70℃, ce qui le rend adapté aux environnements de production à température ambiante tels que les ateliers électroniques et les ateliers textiles. La sortie de signal prend en charge les signaux industriels standards DC de 4-20mA et les signaux numériques RS485 optionnels, qui peuvent être directement connectés aux PLC ABB AC500, aux contr?leurs de faible tension tiers ou aux écrans tactiles industriels. Cela répond aux exigences strictes des lignes de production à faible charge en matière de mesure de tension "haute précision, petite taille et facilité d'intégration".

II. Caractéristiques fonctionnelles clés
1. Mesure de tension à petite plage et haute précision
Con?u pour les scénarios de mesure de tension à faible charge, le PFRL101C-1.0kN atteint une précision de mesure ultra-haute grace à une conception raffinée, avec les avantages clés suivants :
Précision de mesure extrême: La précision de mesure atteint ±0,05% FS (Pleine échelle), avec une erreur linéaire ≤0,03% FS et une erreur d'hystérésis ≤0,02% FS. La résolution minimale dans la plage de 1.0kN peut atteindre 0,01N. Par exemple, dans une ligne de production de séparateurs de batteries au lithium, lorsque la tension du séparateur fluctue de 0,3kN à 0,32kN, le capteur peut fournir en temps réel un signal de courant de 9,2mA (correspondant à 0,3kN) à 9,84mA (correspondant à 0,32kN), avec une erreur ≤0,005mA. Cela fournit une base d'ajustement précise pour le contr?leur, empêchant les trous d'aiguille ou l'étirement inégal du séparateur causés par les fluctuations de tension.
Protection contre les surcharges étendue: Il a une capacité de surcharge à court terme de 150% FS (1,5kN) et une capacité de surcharge à long terme de 120% FS (1,2kN), capable de résister aux chocs de tension instantanés lors de la production, tels que le passage des joints de matériau enroulé et le démarrage/arrêt de l'équipement. Par exemple, dans la production de torsion de micro-cables, lorsque le joint d'un cable passe par le rouleau de tension, la tension instantanée atteint 1,4kN. Le capteur peut supporter cette charge normalement sans perte de précision, évitant les dommages au capteur dus à la surcharge.
Faible dérive de signal: Il utilise des jauges de contrainte métalliques à faible dérive thermique (coefficient de température ≤0,0005% FS/℃) et un circuit de compensation haute précision. Dans la plage de température de fonctionnement de -10℃~70℃, la dérive thermique est ≤0,001% FS/℃. Par exemple, dans un atelier électronique en été (température 35℃) et en hiver (température 10℃), la variation de l'erreur de mesure n'est que ≤0,025% FS, beaucoup plus faible que la dérive thermique de 0,05% FS des capteurs conventionnels à petite plage, garantissant la stabilité de mesure sur toute la plage de température.
2. Conception miniaturisée et intégration flexible
Compte tenu des caractéristiques d'espace limité et d'équipement compact dans les lignes de production à faible charge, le capteur améliore la flexibilité d'intégration grace à une conception miniaturisée et multi-adaptable :
Taille ultra-petite et poids léger: Avec une taille compacte de 120mm×80mm×50mm, il peut être intégré dans des espaces étroits à proximité des petits rouleaux de tension et des rouleaux de guidage (par exemple, les unités d'ajustement de tension dans les lignes de production de FPC). La conception légère de 0,8kg permet une installation directe sur des supports de rouleaux de tension légers en plastique ou en alliage d'aluminium, éliminant le besoin de structures de renfort supplémentaires et réduisant la difficulté de modification de la ligne de production.
Adaptabilité à plusieurs méthodes d'installation: Il prend en charge trois méthodes d'installation - montage par bride mini, montage par encliquetage et montage fixé par boulons - pour s'adapter aux agencements mécaniques de différents équipements à faible charge. Par exemple, sur une machine de filature textile, le montage par encliquetage est utilisé pour fixer le capteur à proximité du rouleau de guidage de fil pour une mesure rapide de la tension du fil ; sur l'équipement de traction de micro-cables, le montage fixé par boulons est adopté sur le c?té du siège de roulement du rouleau de traction pour s'adapter à la structure compacte de l'équipement.
Interface standardisée et faible consommation d'énergie: Il utilise un connecteur circulaire mini M8 comme interface de signal, nécessitant seulement un cablage à 4 fils (alimentation positive, alimentation négative, signal positif, signal négatif). Le connecteur est facile à brancher/débrancher et anti-mauvaise insertion. Avec une tension d'alimentation de 18-30V DC et une consommation d'énergie ≤1W, il peut être directement alimenté par l'alimentation auxiliaire d'un PLC ou d'un contr?leur de tension, éliminant le besoin d'une alimentation dédiée supplémentaire et simplifiant la conception du circuit.
3. Fort anti-brouillage et adaptabilité environnementale
Compte tenu du grand nombre d'appareils haute fréquence (par exemple, les machines de soudage haute fréquence, les éliminateurs d'électricité statique) dans les lignes de production à faible charge, le capteur présente une conception améliorée d'anti-brouillage tout en s'adaptant aux environnements industriels courants :
Anti-brouillage électromagnétique optimisé: Le circuit de conditionnement de signal adopte un filtrage EMC en trois étages (filtrage en mode commun, filtrage en mode différentiel, filtrage RF) et respecte la norme anti-brouillage industrielle IEC 61000-6-3. Il fournit une protection contre les décharges électrostatiques (ESD) de ±6kV (décharge dans l'air)/±3kV (décharge par contact) et une protection contre les transitoires électriques rapides (EFT) de ±1kV, qui peut résister aux interférences électromagnétiques générées par les équipements haute fréquence dans les ateliers électroniques. Cela garantit que la fluctuation du signal de 4-20mA est ≤0,003mA, évitant les mauvais jugements de tension causés par les interférences.
Protection IP65 et résistance à la corrosion: Le bo?tier est en alliage d'aluminium anodisé avec une dureté de surface de HV300, capable de résister à de petits chocs et au nettoyage avec des réactifs chimiques (par exemple, l'alcool, l'alcool isopropylique). La protection IP65 empêche l'accumulation de poussière et les éclaboussures d'eau (par exemple, l'humidité de refroidissement dans les lignes de production de films) lors de la production, évitant les courts-circuits dans les circuits internes ou la corrosion des composants.
Sortie de signal stable: Il prend en charge des taux d'échantillonnage de signal ajustables (100Hz-1000Hz). Un taux d'échantillonnage par défaut de 100Hz est utilisé dans les scénarios à faible charge pour équilibrer la vitesse de réponse et la stabilité du signal. Pour les matériaux enroulés légers à haute vitesse (par exemple, la vitesse de production de films jusqu'à 100m/min), le taux d'échantillonnage peut être augmenté à 500Hz pour garantir la capture en temps réel des variations de tension sans retard de signal.
4. Diagnostique intelligent et maintenance pratique
Pour réduire le co?t de maintenance des lignes de production à faible charge, le capteur intègre plusieurs fonctions intelligentes :
Auto-diagnostic de panne: Il a des circuits intégrés de surveillance de l'alimentation et de détection de court-circuit/rupture de signal. Si la tension d'alimentation est trop élevée (>30V DC), trop basse (<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
The PFRL101C-1.0kN is based on the mini strain gauge measurement principle, with an optimized signal processing flow tailored to the characteristics of light-load tension. The specific working steps are as follows:
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.
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).
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.
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.
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. Cela garantit que la tension du matériau enroulé léger est stabilisée à ±0,005kN, évitant les dommages au matériau.