Estensometri assiali Informazioni sul prodotto

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1 Estensometri assiali Informazioni sul prodotto m A

2 Copyright Marchio di fabbrica Contatto (c) 2000 MTS Systems Corporation. Tutti i diritti riservati. MTS, TestStar e TestWare sono marchi registrati di MTS Systems Corporation. MTS Systems Corporation Technology Drive Eden Prairie, Minnesota USA Numero verde: (in Stati Uniti o Canada) Telefono: (fuori da Stati Uniti o Canada) Fax: info@mts.com Informazioni sulla pubblicazione N UMERO SEZIONI MANUALE DATA DI PUBBLICAZIONE A Agosto B Gennaio (Originale C) Agosto 2004 (Dicembre 2000)

3 Indice Introduzione 5 Descrizione operativa 8 Accessori 11 Configurazione 13 Installazione delle molle ad attacco rapido 14 Installazione delle molle di prolunga o delle fasce elastiche 20 Sostituzione dei coltelli 23 Modifica delle lunghezze di riferimento 26 Collegamento del cavo 29 Taratura 31 Utilizzo del calibro a corsoio 34 Utilizzo del blocco di taratura 37 Utilizzo del supporto di taratura 39 Installazione 43 Montaggio dell estensometro 45 Molle di attacco rapido 47 Molle di prolunga in metallo 51 Fasce elastiche 54 Estensometri assiali Indice 3

4 4 Indice Estensometri assiali

5 Introduzione Il presente manuale descrive la serie di estensometri assiali MTS. Gli estensometri assiali misurano le variazioni di lunghezza di un campione. Sono adatti a numerose applicazioni di prova statica e dinamica, compresi test di tensione/compressione, fatica a basso e alto numero di cicli, test di rilassamento tensione/deformazione e velocità di allungamento. Sono disponibili numerosi accessori quali estensori di lunghezza di riferimento, disestensori di lunghezza di riferimento, coltelli e metodi di fissaggio Non tutti gli accessori sono disponibili per i diversi modelli. Indice Descrizione operativa 8 Accessori 11 Estensometri assiali Introduzione 5

6 l Modello l Modello l Modello l Modello l F-30 Opt. 001 l Modello l Modello Estensometri assortiti 6 Introduzione Estensometri assiali

7 Competenze operative MTS Systems Corporation presuppone che l utente possieda la competenza necessaria a utilizzare il controller. Per informazioni sullo svolgimento di eventuali attività concernenti il controller e inserite nella procedure qui descritta, fare riferimento al s. Selezione modalità di controllo Regolazione manuale posizione attuatore Azzeramento uscita sensore Installazione campione Documenti di riferimento Il presente manuale contiene argomenti comuni a tutti gli estensometri assiali. Sono disponibili informazioni specifiche su un determinato estensometro nei disegni allegati. Ogni estensometro può contenere i documenti di seguito riportati. Il disegno di installazione fornisce le specifiche relative all estensometro, nonché disegni dettagliati e annotazioni relative all impostazione e all installazione dello stesso. La scheda di controllo finale contiene informazioni quali numero di matricola, tensione di eccitazione testata e altri dati sulle prestazioni. In caso di taratura dell estensometro da parte di MTS, si prevede una Specifica di Taratura Estensometro. Sono disponibili disegni relativi ai kit optional dell estensometro, comprendenti specifiche e informazioni sull installazione di una determinata opzione. È disponibile un disegno relativo all applicazione del modello che riporta la serie di estensometri corrispondente al numero di modello acquistato, nonché le differenze specifiche tra estensometri della stessa serie. Il disegno riporta inoltre il numero di parte del disegno di installazione dell estensometro e lo schema di cablaggio del connettore. Il presente manuale è stato concepito per l uso unitamente a tali documenti. Estensometri assiali Introduzione 7

8 Descrizione operativa Un estensore assiale è un sensore fissato a un campione che rileva una variazione dimensionale (sforzo o lunghezza di riferimento) verificatasi nel campione durante il test. Gli estensometri utilizzano un ponte di Wheatstone per rilevare le variazioni dimensionali. Trattandosi di dispositivi CC, è necessario un condizionatore CC per l elaborazione del segnale. I seguenti paragrafi descrivono le funzioni degli estensometri assiali. Condizionamento CC Per elaborare il proprio segnale, l estensometro necessita di un condizionatore CC, in grado di fornire tensione di eccitazione all estensore stesso. Eventuali variazioni della lunghezza di riferimento dell estensometro modificano il segnale di eccitazione. Come reazione, il segnale modificato si dirige al condizionatore CC, che elabora il segnale rendendolo disponibile al controller in cui può essere utilizzato. Regolazione eccitazione +Eccitazione Collegamento estensometro Azzeramento Zero Regolazione guadagno Uscita estensometro amplificata -Ritorno +Ritorno Pre Amp Post Amp Circuito separatore -Eccitazione +Ritorno +Eccitazione -Ritorno -Eccitazione m Regolazione K Circuito di condizionamento classico 8 Introduzione Estensometri assiali

9 Ponte di Wheatstone Taratura L estensometro assiale utilizza estensimetri di precisione, ad alta resistenza, in fogli sottili, fissati a un elemento metallico in modo da formare un ponte di Wheatstone. I due coltelli sui bracci dell estensometro sono a contatto con il campione. L allungamento o la compressione del campione provoca il movimento dei Ponte sensore Ritorno Eccitazione bracci dell estensometro, che piega l elemento metallico, modificando la resistenza degli estensimetri. La differenza di equilibrio del ponte di Wheatstone genera un uscita elettrica proporzionale alla variazione dei bracci dell estensometro. Il condizionatore CC e il segnale dell estensometro devono essere tarati, per garantire che il segnale dell estensometro indichi con precisione la lunghezza di riferimento misurata. La taratura implica la regolazione della tensione di eccitazione e il guadagno del condizionatore CC per raggiungere il segnale dell estensometro richiesto. Scopo della taratura è bilanciare la variazione specifica dell estensometro secondo una determinata tensione. La taratura dell estensometro deve corrispondere al condizionatore CC. Ripetere la taratura in caso di variazione di un componente della coppia. + Uscita richiesta + Uscita richiesta Regolazione K Uscita effectiva - Entrata meccanica + Uscita effectiva Entrata meccanica - + Regolazione guadagno Uscita condizionata - Uscita regolata sul guadagno Uscita condizionata - Estensometri assiali Introduzione 9

10 Protezione di sovracorsa Se l esito prodotto dal campione non è positivo, i bracci dell estensometro possono essere soggetti a movimenti oltre la corsa nominale. La protezione di sovracorsa si attua con una coppia di relativi blocchi. Un blocco limita la corsa di tensione, l altro quella di compressione entro il range nominale dell estensometro. Braccio superiore Blocchi di sovracorsa Braccio inferiore Blocco di azzeramento Riferimento di azzeramento Perno di azzeramento Blocco di azzeramento Fissaggio Gli estensometri MTS utilizzano tre metodi di riferimento di azzeramento: perno di azzeramento, blocco di azzeramento e fissaggio. La posizione di riferimento di azzeramento è importante alla taratura del segnale in uscita dell estensometro oppure al montaggio dell estensometro su un campione. Alcuni estensometri sono dotati di perno di azzeramento inseribile nel relativo foro di riferimento che blocca i bracci dell estensometro in posizione di riferimento zero. È utile per l installazione del campione. Alcuni estensometri prevedono un blocco di azzeramento incorporato nei propri bracci, funzionante come i blocchi di sovracorsa. Quando si installa un campione, pinzare insieme i due bracci dell estensometro, in modo da bloccarli in posizione di azzeramento. Alcuni estensometri richiedono fissaggi speciali per impostare i bracci nella relativa posizione di riferimento di azzeramento. 10 Introduzione Estensometri assiali

11 Accessori Nota Non sono disponibili tutti gli accessori per gli estensometri. Verificare con MTS Systems Corporation l elenco degli eventuali accessori del proprio estensometro. Si riportano di seguito gli accessori disponibili per gli estensometri assiali. Gli estensori della lunghezza di riferimento aumentano la lunghezza di riferimento dell estensometro senza modificarne la corsa. La staffa di estensione è montata su un braccio dell estensometro per aumentare la lunghezza di riferimento. I disestensori della lunghezza di riferimento riducono la lunghezza di riferimento dell estensometro senza modificarne la corsa. Le parti metalliche del disestensore sono montate su entrambi i bracci dell estensometro per ridurre la lunghezza di riferimento. I connettori dei cavi dall estensometro possono essere di tipo Amphenol o PT. Il calibratore per estensometri modello può essere utile per la taratura locale di qualsiasi estensometro. La gamma di coltelli consente l utilizzo dell estensometro con campioni di diverse forme. Il coltello diritto è utilizzato per campioni arrotondati. Sono disponibili i kit per cicli standard e pesanti, nonché coltelli diritti di lunghezza maggiore. Il coltello a triplo contatto è utilizzabile per i campioni piatti, Sono disponibili i kit per cicli standard e pesanti, nonché coltelli a triplo contatto di lunghezza maggiore. I kit di fissaggio campioni offrono una gamma di opzioni di montaggio dell estensometro. Sono disponibili molle ad attacco rapido le cui forme consentono di agganciare facilmente l estensometro a campioni piatti o arrotondati. Sono disponibili fasce elastiche di diverse lunghezze adatte alle varie dimensioni dei campioni e utilizzabili a temperatura ambiente. Estensometri assiali Introduzione 11

12 Sono disponibili molle di prolunga in metallo di diverse lunghezze adatte alle varie dimensioni dei campioni e utilizzabili entro un determinato range di temperature. 12 Introduzione Estensometri assiali

13 Configurazione Configurazione dell estensometro Questa sezione descrive le modalità di configurazione di un estensometro con molle ad attacco rapido, fasce elastiche o molle di prolunga in metallo, nonché le modalità di modifica di coltelli e lunghezza di riferimento dell estensometro e di collegamento al controller. Indice Installazione delle molle ad attacco rapido 14 Installazione delle molle di prolunga o delle fasce elastiche 20 Sostituzione dei coltelli 23 Modifica delle lunghezze di riferimento 26 Collegamento del cavo 29 Ogni estensometro è dotato di strumenti e fissaggi speciali per la propria configurazione secondo i diversi usi. Per configurare l estensometro, definire quanto segue ed eseguire le procedure di installazione adeguate. Tipo di montaggio del campione Tipo di coltello Lunghezza di riferimento Dopo la configurazione dell estensometro, è necessario procedere come segue: collegare il cavo al controller (vedere "Collegamento del cavo" a pagina 29). tarare l estensometro (vedere "Taratura" a pagina 31). Estensometri assiali Configurazione 13

14 Installazione delle molle ad attacco rapido Le molle ad attacco rapido consentono di montare l estensometro su un campione in modo semplice e rapido. La forma delle molle dipende dal modello di estensometro. La sezione riporta due procedure di installazione delle molle ad attacco rapido. Alcuni estensometri utilizzano molle fisse, altri molle scorrevoli. ATTENZIONE I bracci dell estensometro possono essere danneggiati se maneggiati in modo scorretto. La coppia eccessiva dei bracci dell estensometro può provocare danni allo stesso. Non trattenere la struttura dell estensometro quando si allentano o si serrano le viti a testa vuota. Con una chiave regolabile bloccare il braccio dell estensometro o l adattatore di fissaggio. Allentare o serrare soltanto le viti a testa vuota del braccio tenuto con la chiave. Installazione delle molle fisse Per bloccare le molle ad attacco rapido fisse all estensometro seguire la procedura indicata. Possono essere installate su estensori di lunghezza di riferimento (vedere "Modifica delle lunghezze di riferimento" a pagina 26). Molla Viti a testa vuota (2) m MODELLO xxx.xxx-xx Adattatore di fissaggio (optional) Fermo molla Montaggio delle molle ad attacco rapido 14 Configurazione Estensometri assiali

15 I bracci dell estensometro sono provvisti di numerosi fori di fissaggio molla, che consentono il montaggio dell estensometro stesso su campioni di diverso spessore. Per informazioni sul foro di fissaggio da utilizzare per un determinato spessore, vedere il disegno di installazione allegato all estensometro. 1. Verificare il disegno di installazione. Se l estensometro richiede un adattatore di fissaggio, vedere "Installazione dell adattatore di fissaggio" a pagina 15 e completare la procedura indicata prima di procedere. 2. Separare i fermi dalle molle stesse, allentando le viti a testa vuota (senza rimuoverle). 3. Montare una molla nel relativo foro nell adattatore di fissaggio come indicato dalle dimensioni del campione (vedere il disegno di istallazione). 4. Fare scorrere il fermo oltre l estremità della molla stessa e serrare la vite a testa vuota. Orientare il fermo molla in modo che non interferisca con il movimento del braccio dell estensometro. 5. Selezionare la molla corrispondente e ripetere Fase3 e Fase4 per l altro braccio dell estensometro. Installazione dell adattatore di fissaggio Gli estensometri privi di fori di fissaggio nei bracci superiori e inferiori richiedono adattatori di fissaggio per essere montati, altri possono necessitare di un adattatore di fissaggio quando si usa un estensore. 1. Azzerare i bracci Chiave esagonale dell estensometr o. A seconda dell estensometr o, ciò può essere Chiave attuato regolabile utilizzando perno di azzeramento, blocco di arresto o fissaggio speciale. Vedere "Riferimento di azzeramento" a pagina 10. Estensometri assiali Configurazione 15

16 2. Con una chiavetta regolabile, afferrare lateralmente il braccio superiore. 3. Allentare le viti a testa vuota con una chiave esagonale. 4. Ripetere Fase2 e Fase3 per allentare le viti a testa vuota sul braccio inferiore. 5. Posizionare il gancio di fissaggio, unire (senza serrare) l adattatore di fissaggio della molla ad attacco rapido al braccio dell estensometro. Ripetere questa procedura per l altro braccio. 6. Fare scorrere il coltello selezionato sotto l adattatore di fissaggio e tra le due viti a testa vuota su ogni braccio dell estensometro. Utilizzare i coltelli diritti per i campioni arrotondati. Utilizzare i coltelli a triplo contatto per i campioni piatti. Verificare che il coltello a contatto singolo si trovi sul braccio superiore e quello a doppio contatto sul braccio inferiore. 7. Quando si utilizzano coltelli diritti, posizionare la superficie piana del quadrato di lavorazione od oggetto simile tra le facce di entrambi i coltelli, in modo che risultino paralleli tra loro. 8. Serrare le viti a testa vuota su entrambi i lati dell estensometro. Installazione delle molle scorrevoli Per installare le molle ad attacco rapido scorrevoli sull estensometro, è necessario rimuovere il dispositivo di fissaggio del coltello esistente da ogni braccio dell estensometro e sostituirlo con l attacco dell adattatore. 16 Configurazione Estensometri assiali

17 Le molle scorrevoli sono montate in questo punto Adattatore di fissaggio superiore Viti a testa vuota Dispositivo di fissaggio del coltello e gancio di fissaggio Coltelli (Vista superiore) (Vista inferiore) Adattatore di fissaggio inferiore Vista anteriore Dispositivo di fissaggio del coltello e gancio di fissaggio Componenti della molla scorrevole 1. Azzerare i bracci dell estensometro. A seconda dell estensometro, ciò può essere attuato utilizzando perno di azzeramento, blocco di arresto o fissaggio speciale. Vedere "Riferimento di azzeramento" a pagina Con una chiavetta regolabile, afferrare lateralmente il braccio superiore. 3. Tenendo saldamente il braccio dell estensometro, allentare le viti a testa vuota con una chiave esagonale. Chiave esagonale Chiave regolabile 4. Ripetere Fase2 e Fase3 per allentare le viti a testa vuota sul braccio inferiore. 5. Rimuovere i dispositivi di fissaggio dei coltelli, i coltelli e i ganci di fissaggio rimuovendo entrambe le viti a testa vuota dal braccio dell estensometro. Estensometri assiali Configurazione 17

18 6. Fissare, senza serrare, l adattatore di fissaggio superiore e inferiore al rispettivo braccio dell estensometro utilizzando le viti a testa vuota rimosse in Fase5. 7. Fare scorrere il coltello tra il braccio dell estensometro e l adattatore di fissaggio e tra le due viti a testa vuota. Utilizzare i coltelli diritti per i campioni arrotondati. Utilizzare i coltelli a triplo contatto per i campioni piatti. Verificare che il coltello a contatto singolo si trovi sul braccio superiore e quello a doppio contatto sul braccio inferiore. 8. Serrare le viti a testa vuota quanto basta per fissare i coltelli. 9. Inserire la barra di allineamento nell adattatore di fissaggio come mostrato nella figura Allineamento dell adattatore di fissaggio in questa pagina. 10. Posizionare un margine del quadrato di lavorazione contro il bordo anteriore del braccio superiore dell estensometro. Regolare l adattatore di fissaggio in modo Molla scorrevole Adattatore di fissaggio Allineamento perpendicolare di barra e quadrato che la barra di allineamento sia a contatto con il margine perpendicolare del quadrato. 11. Per allineare verticalmente le barre, posizionare la superficie piana del quadrato di lavorazione contro la barra di allineamento sull adattatore di fissaggio superiore (vedere la figura seguente). Regolare l adattatore di fissaggio inferiore in modo che entrambe le barre di allineamento poggino sulla superficie del quadrato. 90 o Quadrato 18 Configurazione Estensometri assiali

19 Superficie piana del quadrato contro la barra di allineamento superiore Allineamento verticale della barra Barra di allineamento Regolare l adattatore di fissaggio inferiore in modo che la barra di allineamento poggi contro il quadrato Allineamento dell adattatore di fissaggio 12. Quando si utilizzano coltelli diritti, posizionare la superficie piana del quadrato di lavorazione tra le facce di entrambi i coltelli in modo che risultino paralleli. 13. Prestando attenzione a non modificare l allineamento dell adattatore di fissaggio, utilizzare un chiavetta regolabile per afferrare l adattatore di fissaggio. Chiave esagonale Adattatore di fissaggio Quando si utilizza la chiave esagonale, afferrare l`adattatore di fissaggio con una chiavetta regolabile. 14. Tenendo saldamente l adattatore di fissaggio, serrare completamente le viti a testa vuota sul braccio dell estensometro, utilizzando una chiave esagonale. 15. Ripetere Fase13 e Fase14 per serrare l altro adattatore di fissaggio. 16. Rimuovere la barra di allineamento dall adattatore di fissaggio. Inserire il tipo di molla selezionato (definito dalla forma del campione, arrotondata o piatta) in ogni adattatore di fissaggio. Estensometri assiali Configurazione 19

20 Installazione delle molle di prolunga o delle fasce elastiche L installazione del sistema di fissaggio di molle di prolunga o fasce elastiche prevede la sostituzione degli adattatori di fissaggio delle molle ad attacco rapido su ogni braccio dell estensometro con dispositivi di fissaggio coltelli e ganci di fissaggio. Gancio di fissaggio Molla di prolunga Braccio superiore m MODELL xxx.xxx-xx Braccio inferiore Identificazione dei componenti ATTENZIONE I bracci dell estensometro possono essere danneggiati se maneggiati in modo scorretto. La coppia eccessiva dei bracci dell estensometro può provocare danni allo stesso. Non trattenere la struttura dell estensometro quando si allentano o si serrano le viti a testa vuota. Con una chiave regolabile bloccare il braccio dell estensometro o l adattatore di fissaggio. Allentare o serrare soltanto le viti a testa vuota del braccio tenuto con la chiave. Generalmente, i ganci di fissaggio sono installati tra coltello e relativo dispositivo di fissaggio su ogni braccio dell estensometro. A seconda del modello di estensometro e del tipo di montaggio richiesto, i ganci vengono 20 Configurazione Estensometri assiali

21 talvolta rimossi. Seguire la procedura indicata per installare i ganci di fissaggio. 1. Azzerare i bracci dell estensometro. A seconda dell estensometro, ciò può essere attuato utilizzando perno di azzeramento, blocco di arresto o fissaggio speciale. Vedere "Riferimento di azzeramento" a pagina Utilizzando una chiavetta regolabile, afferrare lateralmente il braccio superiore, come mostrato a destra. Chiave esagonale Chiave regolabile 3. Tenendo saldamente l estensometro con la chiave, allentare le viti a testa vuota con una chiave esagonale. 4. Ripetere Fase2 e Fase3 per allentare le viti a testa vuota sul braccio inferiore dell estensometro. 5. Rimuovere il dispositivo di fissaggio del coltello e il coltello stesso estraendo entrambe le viti a testa vuota da ogni braccio dell estensometro. 6. Fare scorrere il coltello tra il braccio dell estensometro e il dispositivo di fissaggio del coltello. Utilizzare i coltelli diritti per i campioni arrotondati. Utilizzare i coltelli a triplo contatto per i campioni piatti. Verificare che il coltello a contatto singolo si trovi sul braccio superiore e quello a doppio contatto sul braccio inferiore. 7. Posizionare il gancio di fissaggio tra i dispositivi di fissaggio del coltello superiore dell estensometro. 8. Fissare, senza serrare, il dispositivo di fissaggio del coltello superiore al braccio superiore dell estensometro utilizzando le due viti a testa vuota rimosse in Fase5. Verificare che il gancio di fissaggio sia situato dietro le due viti a testa vuota. Estensometri assiali Configurazione 21

22 9. Ripetere Fase7 e Fase8 per il braccio inferiore. 10. Serrare le viti a testa vuota quanto basta per fissare i coltelli. 11. Quando si utilizzano coltelli diritti, posizionare la superficie piana del quadrato di lavorazione od oggetto simile tra le facce di entrambi i coltelli in modo che risultino paralleli tra loro. 12. Utilizzare una chiavetta regolabile per afferrare lateralmente il braccio superiore. 13. Tenendo saldamente il braccio dell estensometro, serrare completamente le viti a testa vuota con una chiave esagonale. 14. Ripetere Fase12 e Fase13 per serrare le viti a testa vuota sul braccio inferiore. 22 Configurazione Estensometri assiali

23 Sostituzione dei coltelli I coltelli disponibili possono essere diritti o a triplo contatto. I coltelli diritti sono utilizzati per testare i campioni arrotondati. I coltelli a triplo contatto sono utilizzati per testare i campioni piatti. Un coltello ha un solo contatto, l altro ne ha due. Nota I coltelli degli estensometri delle Serie 632 e 634 non sono intercambiabili. Le differenze sono riportate nella figura seguente Superiore Inferiore 634 Coltelli diritti Coltelli a triplo contatto I coltelli sono disponibili in dimensioni standard, per cicli pesanti e di lunghezza maggiore. Quelli per cicli pesanti e di lunghezza Standard Cicli pesanti maggiore hanno un spessore appross. doppio rispetto agli standard. Per mantenere la lunghezza di riferimento corretta, il margine di contatto è scentrato. I coltelli per cicli pesanti e di lunghezza maggiore richiedono inoltre dispositivi o adattatori di fissaggio speciali per molle ad attacco rapido. I coltelli di lunghezza maggiore consentono un gioco maggiore tra i campioni e le estremità del braccio dell estensometro. Estensometri assiali Configurazione 23

24 ATTENZIONE I bracci dell estensometro possono essere danneggiati se maneggiati in modo scorretto. La coppia eccessiva dei bracci dell estensometro può provocare danni allo stesso. Non trattenere la struttura dell estensometro quando si allentano o si serrano le viti a testa vuota. Con una chiave regolabile bloccare il braccio dell estensometro o l adattatore di fissaggio. Allentare o serrare soltanto le viti a testa vuota del braccio tenuto con la chiave. Seguire la procedura riportata per modificare i coltelli. 1. Azzerare i bracci dell estensometro. A seconda dell estensometro, ciò può essere attuato utilizzando perno di azzeramento, blocco di arresto o fissaggio speciale. Vedere "Riferimento di azzeramento" a pagina Utilizzare una chiavetta per afferrare il braccio superiore o l adattatore di fissaggio. Chiave esagonale Chiave regolab 3. Tenendo saldamente il braccio dell estensometro o l adattatore di fissaggio, allentare le viti a testa vuota con una chiave esagonale quanto basta per rimuovere i coltelli. 4. Ripetere Fase2 e Fase3 per allentare le viti a testa vuota sul braccio inferiore. 5. Estrarre il coltello presente. Nota Con coltelli per cicli pesanti o di lunghezza maggiore, i Standard Cicli pesanti margini di contatto sono scentrati per mantenere la lunghezza di riferimento corretta. L orientamento dei coltelli varia a seconda del modello di estensometro utilizzato. Per eseguire l orientamento corretto, vedere il disegno di installazione del coltello allegato al relativo kit. 24 Configurazione Estensometri assiali

25 6. Fare scorrere il coltello tra il braccio dell estensometro e i dispositivo di fissaggio del coltello o l adattatore di fissaggio. Utilizzare i coltelli diritti per i campioni arrotondati. Vite a testa vuota Dispositivo di fissaggio Coltello Braccio superiore Utilizzare i coltelli a triplo contatto per i campioni piatti. Verificare che il coltello a contatto singolo si trovi sul braccio superiore e quello a doppio contatto sul braccio inferiore. 7. Serrare le viti a testa vuota quanto basta per fissare i coltelli. Quando si utilizzano coltelli diritti, posizionare la superficie piana del quadrato di lavorazione od oggetto simile tra le facce di entrambi i coltelli in modo che risultino paralleli tra loro. 8. Se necessario, utilizzare una chiavetta per afferrare lateralmente un braccio dell estensometro o l adattatore di fissaggio (vedere figura in Fase2). 9. Tenendo saldamente il braccio dell estensometro o l adattatore di fissaggio, serrare completamente le viti a testa vuota del braccio con una chiave esagonale. 10. Ripetere Fase8 e Fase9 per serrare le viti a testa vuota sull altro braccio dell estensometro. Estensometri assiali Configurazione 25

26 Modifica delle lunghezze di riferimento Per modificare la lunghezza di riferimento dell estensometro installare i relativi estensori o disestensori. La modifica della lunghezza di riferimento non varia la corsa dell estensometro. alcuni dei quali sono montati dall alto. Estensori della lunghezza di riferimento Gli estensori della lunghezza di riferimento consentono di attuare modifiche nel punto di contatto tra estensore e campione. La figura seguente mostra diversi metodi comuni di installazione degli estensori della lunghezza di riferimento, Vite a testa vuota Dispositivo di fissaggio Coltello Estensore m MODELLO xxx.xxx-xx Morsetto m Alcuni estensori prevedono il montaggio superiore e inferiore. m MODELLO xxx.xxx-xx MODELLO xxx.xxx-xx Adattatore di fissaggio rapido (necessario solo se si utilizza la molla di attacco rapido) 26 Configurazione Estensometri assiali

27 La procedura indicata mostra l installazione classica dell estensore della lunghezza di riferimento. L installazione effettiva può essere soggetta a variazioni: per i dettagli specifici, vedere il disegno di installazione allegato all estensore della lunghezza di riferimento. 1. Azzerare i bracci dell estensometro. A seconda dell estensometro, ciò può essere attuato utilizzando perno di azzeramento, blocco di arresto o fissaggio speciale. Vedere "Riferimento di azzeramento" a pagina Rimuovere il dispositivo di fissaggio del coltello o l adattatore di fissaggio rapido dal braccio superiore dell estensometro. Prestare attenzione a non allentare i ganci di fissaggio molla e i coltelli. NotaIl dispositivo di fissaggio del coltello e il gancio di fissaggio molla per campioni con diametro di piccole dimensioni sono già fissati all estensore della lunghezza di riferimento. 3. Attaccare l estensore della lunghezza di riferimento al braccio superiore dell estensometro, utilizzando le viti a testa vuota in dotazione nel kit. 4. Installare il dispositivo di fissaggio del coltello alla parte superiore dell estensore. Se si utilizzano molle di prolunga in metallo o fasce elastiche, il dispositivo di fissaggio del coltello è dotato di gancio di fissaggio molla. Con le molle ad attacco rapido, il dispositivo di fissaggio del coltello può essere integrato nell adattatore di fissaggio rapido. 5. Vedere "Taratura" a pagina 31 e ritarare l estensometro. Disestensori della lunghezza di riferimento I disestensori della lunghezza di riferimento consentono di attuare modifiche nel punto di contatto tra estensore e campione. La figura seguente mostra il classico disestensore della lunghezza di riferimento, Estensometri assiali Configurazione 27

28 ognuno dei quali è dotato di dispositivo di fissaggio del coltello, coltello e gancio di fissaggio molle già installati. m MODELLO xxx.xxx-xx Vite a testa vuota Disestensore Coltello Dispositivo di fissaggio La procedura indicata mostra l installazione classica del disestensore della lunghezza di riferimento. L installazione effettiva può essere soggetta a variazioni: per i dettagli specifici, vedere il disegno di installazione allegato al disestensore della lunghezza di riferimento. 1. Azzerare i bracci dell estensometro. A seconda dell estensometro, ciò può essere attuato utilizzando perno di azzeramento, blocco di arresto o fissaggio speciale. Vedere "Riferimento di azzeramento" a pagina Rimuovere il dispositivo di fissaggio del coltello o l adattatore di fissaggio rapido dal braccio superiore dell estensometro. Prestare attenzione a non allentare i ganci di fissaggio molla e i coltelli. NotaIl dispositivo di fissaggio del coltello e il gancio di fissaggio molla per campioni con diametro di piccole dimensioni sono già fissati al disestensore della lunghezza di riferimento. 3. Fissare, senza serrare, il disestensore della lunghezza di riferimento a un braccio dell estensometro. Utilizzare le viti a testa vuota che bloccano i fissaggi rimossi in Fase2. 4. Premendo il disestensore all estremità del braccio dell estensometro, serrare le due viti a testa vuota. 5. Ripetere Fase3 e Fase4 per l altro braccio dell estensometro. 6. Vedere "Taratura" a pagina 31 e ritarare l estensometro. 28 Configurazione Estensometri assiali

29 Collegamento del cavo Il cavo dell estensometro deve essere collegato al controller del sistema tramite la prolunga. L estensometro è dotato di cavetto e connettore incorporati. La prolunga è installata tra il connettore dell estensometro e il controller di sistema. Verificare che l estensometro sia collegato al connettore del controller corretto, associato al circuito di condizionamento CC. La figura seguente mostra la circuiteria e i poli dei connettori assegnati, a partire dall estensometro. Shunt R Ω 3 Rosso A Eccitazione+ Shunt R2 2 4 Nero Bianco Verde D C B Eccitazione- Uscita- Uscita+ Nota La posizione dei resistori shunt di taratura dipende dal controller in uso. E F Schermo Collegamenti elettrici dell estensometro Le seguenti informazioni sono relative al controller di sistema. La posizione dei resistori shunt varia da un controller all altro. Per ulteriori informazioni sui resistori shunt di taratura, vedere il manuale del controller. La posizione della circuiteria di bilanciamento ponte varia a seconda del controller. Per ulteriori informazioni sulla circuiteria di bilanciamento ponte, vedere il manuale del controller. Connettore estensometro = PT01A-10-6P (o equivalente) Connettore di accoppiamento = PT06A-10-6S 1. Fissare il supporto del connettore in plastica, fornito con l estensometro, alla colonna dell unità di carico. Estensometri assiali Configurazione 29

30 2. Collegare il connettore, fissato al cavo di prolunga dell estensometro, al connettore di accoppiamento sul relativo cavo del sistema. Nota Il cavo dell adattatore disponibile (numero pezzo ) consente il collegamento tra il connettore PT sul cavo dell estensometro e il cavo del sistema esistente. 3. Montare il gruppo connettore sul supporto in plastica. 30 Configurazione Estensometri assiali

31 Taratura Questa sezione descrive le modalità di taratura di un estensometro con il controller. La taratura garantisce che l uscita dell estensometro corrisponda esattamente alla variazione misurata dallo stesso. Si descrivono tre metodi di regolazione. Indice Utilizzo del calibro a corsoio 34 Utilizzo del blocco di taratura 37 Utilizzo del supporto di taratura 39 Sommario Il processo di taratura coordina l interazione tra estensometro, circuito di condizionamento CC e cavo. La taratura dell estensometro è un processo in due fasi. Innanzitutto, l uscita specifica del condizionatore è regolata in base alla variazione specifico dell estensometro, adattando la tensione di eccitazione e l amplificazione (guadagno) del condizionatore. La seconda fase verifica l uscita dell estensometro/del condizionatore rispetto alla variazione standard nota nell intero range di misurazione. Certificazione della taratura Guadagno MTS Systems Corporation fornisce servizi completi di taratura dell estensometro, (verifica compresa) secondo ASTM E83. Ulteriori informazioni sulla procedura di verifica sono reperibili nelle due norme principali relative agli estensometri, ASTM E83 e ISO Il condizionatore è stato concepito per un uscita di circa ±10 V con variazione a fondo scala nel range previsto. La maggior parte degli estensometri è utilizzabile con tale condizionatore per ottenere range a fondo scala fino al 10% del loro range di corsa totale. (Possono esistere range a fondo scala pari al 5%, ma con incremento di gioco e rumore.) Nella maggior parte degli estensometri si ottiene la linearità ottimale impostando il guadagno tra il 70% e il 90% del range della corsa desiderata, anziché al 100%. Le procedure di regolazione riportate nel manuale, utilizzano il fondo scala all 80% come valore di riferimento. Estensometri assiali Taratura 31

32 Delta K Estensometri simmetrici e asimmetrici Esempio Delta K è una caratteristica dei condizionatori CC prodotti da MTS Systems Corporation, in grado di compensare le differenze di simmetria tra uscita positiva e negativa dell estensometro. Generalmente, il guadagno è regolato in modo da tarare la compressione a metà del range dell estensometro. Utilizzare delta K per tarare la tensione a metà del range dell estensometro. Gli estensometri classici possono avere uscite positive (solo tensione) oppure positive e negative (tensione e compressione). Inoltre, l estensometro può prevedere una corsa asimmetrica (per esempio +10 mm e -2 mm). Prima di procedere, è importante determinare il range della corsa a fondo scala dell estensometro. Supponiamo di avere un estensometro con corsa asimmetrica di +10 mm e -2 mm e di volere regolare il condizionatore in modo da ottenere l uscita a fondo scala uguale al range a fondo scala dell estensometro. In questo caso +10 mm è uguale approssimativamente a +10 V e -2 mm avrebbe un uscita di -2 volt. Il guadagno risulta regolato in modo che -2mm produca -2 volt e delta k risulta regolato in modo che +8 mm produca +8 volt, mentre gli azzeramenti sono effettuati per mantenere la posizione dell estensometro a zero. In ogni caso, la variazione effettiva sarà utilizzata per determinare l uscita calcolata. Actual Displacement V = Calculated Output Full-Scale Range Nota Può essere difficile ottenere un valore di variazione pari esattamente all 80% del fondo scala. In tal caso, individuare la variazione ottenibile e ricalcolare il valore di uscita del condizionatore per tale variazione. Per esempio, supponiamo che il blocco di taratura sia impostato a 7,94 mm. L uscita richiesta sarà 7,94 V. 32 Taratura Estensometri assiali

33 La tabella seguente mostra l uscita corretta del condizionatore per la variazione di ogni estensometro dell esempio precedente. Variazione rispetto a Uscita condizionatore FONDO SCALA % VARIAZIONE EFFETTIVA USCITA 100% 10 mm +10 V 80% 8 mm +8 V 60% 6 mm +6 V 40% 4 mm +4 V 20% 2 mm +2 V Zero 0 mm 0 V -20% -2 mm -2 V Regolare il guadagno/ K per corsa a ±80% dell estensore simmetrico. Regolare il guadagno all 80% o alla corsa negativa massima (indipendentemente dalla dimensione) e K all 80% della corsa positiva di un estensometro asimmetrico. Estensometri assiali Taratura 33

34 Utilizzo del calibro a corsoio Il metodo prevede l utilizzo di uno strumento come calibro a corsoio, micrometro o altro dispositivo di misurazione di precisione. Seguire la procedura come linea guida per la regolazione del guadagno degli altri sensore che possono utilizzare il condizionatore CC. Nota Non si tratta del metodo più preciso, ma è utilizzabile a seconda delle esigenze. 1.Impostare il controller. Configurare il test controller per l utilizzo del segnale dell estensometro. A. Collegare l estensometro al controller. B. Monitorare la tensione di eccitazione. C. Monitorare il segnale dell estensometro. D. Predisporre l uso dei comandi di taratura sul controller. E. Regolare il comando per impostare l eccitazione a +6 V CC o alla tensione specificata sulla documentazione dell estensometro. 2.Azzerare l uscita del condizionatore. I bracci dell estensometro devono essere in posizione di riferimento zero. A seconda dell estensometro, ciò può essere attuato utilizzando perno di azzeramento, blocco di arresto o fissaggio speciale. Vedere "Riferimento di azzeramento" a pagina 10. Regolare il comando di azzeramento per impostare il segnale dell estensometro a 0,00 V CC. NotaNumerosi estensometri hanno uscite asimmetriche. Ciò significa che le uscite di compressione e tensione non sono uguali. Verificare le prestazioni massime dell estensometro da tarare (vedere pagina 32). 34 Taratura Estensometri assiali

35 3.Regolare la compressione. Poiché la misurazione effettiva si effettua dal punto intermedio di ogni braccio dell estensometro, è necessario aggiungere lo spessore di un braccio alla variazione di tensione. A. Rimuovere il fissaggio del perno di azzeramento oppure rilasciare il blocco di azzeramento e misurare i bracci dell estensometro come indicato. m Misurazione effettiva B. Regolare il calibro con variazione di compressione all 80% (si ricordi di detrarre lo spessore del coltello). C. Regolare il comando del guadagno per impostare il segnale dell estensometro a -8 V CC (o all 80% dell uscita calcolata). 4. Regolare nuovamente azzeramento e compressione. Ripetere Fase2 e Fase3 fino alla misurazione delle uscite di azzeramento e guadagno senza eseguire una nuova regolazione. 5.Regolare la tensione. Poiché la misurazione effettiva si effettua dal punto intermedio di ogni coltello del braccio dell estensometro, è necessario sottrarre lo spessore di un coltello dalla variazione di tensione. A. Misurare i bracci dell estensometro come indicato. Unire i bracci dell estensometro in modo che siano a contatto con il calibro. m Misurazione effettiva Estensometri assiali Taratura 35

36 B. Regolare il calibro all 80% della variazione di tensione (o massima corsa positiva). Si ricordi di sottrarre lo spessore di un braccio. C. Controllare la lettura sul metro. Se il segnale dell estensometro supera +8 V CC (o l 80% dell uscita calcolata), regolare K per un segnale dell estensometro pari a +8 V VCC. Se il segnale dell estensometro è inferiore a +8 V CC (o all uscita calcolata), la regolazione K non è attuabile. Ripristinare l impostazione iniziale di K e utilizzare il comando del guadagno per aumentare la tensione intermedia rispetto al valore iniziale a +8 V CC (dividendo la differenza tra compressione e tensione). Ciò completa la procedura di regolazione del guadagno iniziale con un calibro a corsoio. 36 Taratura Estensometri assiali

37 Utilizzo del blocco di taratura MTS consiglia di utilizzare il blocco di taratura per definire l impostazione del guadagno iniziale del condizionatore. Il blocco di taratura è un blocco metallico scanalato in modo da consentire la regolazione del guadagno per variazioni specifiche. Generalmente, il blocco di taratura è fornito dal produttore dell estensometro. Utilizzare la procedura come linea guida per la taratura di altri estensometri. 1.Impostare il controller. Configurare il test controller per l utilizzo del segnale dell estensometro. A. Collegare l estensometro al controller. B. Monitorare la tensione di eccitazione. C. Monitorare il segnale dell estensometro. D. Predisporre l uso dei comandi di taratura sul controller. E. Regolare il comando per impostare l eccitazione a +6 V CC o alla tensione specificata sulla documentazione dell estensometro. 2.Azzerare l uscita del condizionatore. I bracci dell estensometro devono essere in posizione di riferimento zero. A seconda dell estensometro, ciò può essere attuato utilizzando perno di azzeramento, blocco di arresto o fissaggio speciale. Vedere "Riferimento di azzeramento" a pagina 10. Regolare il comando di azzeramento per impostare il segnale dell estensometro a 0,00 V CC. NotaNumerosi estensometri hanno uscite asimmetriche. Ciò significa che le uscite di compressione e tensione non sono uguali. Verificare le prestazioni massime dell estensometro da tarare (vedere pagina 32). Estensometri assiali Taratura 37

38 3.Regolare la compressione. A. Rimuovere il fissaggio del perno di azzeramento oppure rilasciare il blocco di azzeramento e installare l estensometro sul blocco di taratura in modo che i bracci si trovino nelle scanalature corrispondenti all 80% circa della variazione di compressione. B. Regolare il comando del guadagno per impostare il segnale dell estensometro a -8 V CC (o all 80% dell uscita calcolata). 4. Regolare nuovamente azzeramento e compressione. Ripetere Fase2 e Fase3 fino alla misurazione delle uscite di azzeramento e guadagno senza eseguire una nuova regolazione. 5. Regolare la tensione. Rimuovere l estensometro dal blocco di taratura e reinstallarlo con i relativi bracci nelle scanalature corrispondenti all 80% della variazione di tensione (o corsa positiva massima). Se il segnale dell estensometro supera +8 V CC (o l uscita calcolata), regolare il comando K (delta K) per il segnale dell estensometro pari a +8 V CC. Se il segnale dell estensometro è inferiore a +8 V CC (o all uscita calcolata), non è possibile regolare K. Ripristinare l impostazione originale di K e utilizzare il controllo di guadagno per aumentare la tensione intermedia rispetto al valore iniziale a +8 V CC (dividendo la differenza tra compressione e tensione). Ciò completa la procedura di regolazione del guadagno iniziale con un blocco di taratura. 38 Taratura Estensometri assiali

39 Utilizzo del supporto di taratura Il metodo prevede l utilizzo di strumenti come il calibratore modello di MTS Systems Corporation. Utilizzare la procedura come linea guida per la taratura di altri estensometri. 1.Impostare il controller. Configurare il test controller per l utilizzo del segnale dell estensometro. A. Collegare l estensometro al controller. B. Monitorare la tensione di eccitazione. C. Monitorare il segnale dell estensometro. D. Montare l estensometro sul calibratore. Installarlo in posizione di azzeramento. Utilizzare il perno di azzeramento eventualmente disponibile. m La figura mostra l installazione classica. Ogni estensometro può utilizzare diverse prolunghe, attacchi e altri accessori di montaggio. E. Predisporre l uso dei comandi di taratura sul controller. F. Regolare il comando per impostare l eccitazione a +6 V CC o alla tensione specificata sulla documentazione dell estensometro. 2.Azzerare l uscita del condizionatore. I bracci dell estensometro devono essere in posizione di riferimento zero. A seconda dell estensometro, ciò può essere attuato utilizzando perno di azzeramento, blocco di arresto o fissaggio speciale. Vedere "Riferimento di azzeramento" a pagina 10. Estensometri assiali Taratura 39

40 Regolare il comando di azzeramento per impostare il segnale dell estensometro a 0,00 V CC. NotaNumerosi estensometri hanno uscite asimmetriche. Ciò significa che le uscite di compressione e tensione non sono uguali. Verificare le prestazioni massime dell estensometro da tarare (vedere pagina 32). 3.Regolare la compressione. A. Rimuovere il fissaggio del perno di azzeramento oppure rilasciare il blocco di azzeramento. B. Regolare tre volte il calibratore con compressione del range di fondo scala dell estensometro tra zero e 100%, consentendo all estensometro di eliminare qualsiasi isteresi. C. Regolare il calibratore all 80% dell impostazione di compressione (oppure al range di taratura) e annotare la lettura del voltametro. Se risulta inferiore a -8 V CC, è possibile regolare il guadagno. Regolare il controllo di guadagno per impostare il segnale dell estensometro a -8 V CC (o all 80% dell uscita calcolata). Se non è possibile regolare il controllo di guadagno in modo da impostare il segnale dell estensometro a -8 V CC, è possibile modificare la tensione di eccitazione. 4. Regolare nuovamente azzeramento e compressione. Ripetere Fase2 e Fase3 fino alla misurazione delle uscite di azzeramento e guadagno senza eseguire una nuova regolazione. 5.Regolare la tensione. A. Regolare tre volte il calibratore con tensione del range di fondo scala dell estensometro tra zero e 100%. consentendo all estensometro di eliminare qualsiasi isteresi. B. Regolare il calibratore all 80% di tensione (oppure corsa positiva massima) del range di taratura. Annotare la lettura sul metro. Se il segnale dell estensometro supera +8 V CC (o l uscita calcolata), regolare il comando K (delta K) per il segnale dell estensometro pari a +8 V CC. 40 Taratura Estensometri assiali

41 Se il segnale dell estensometro è inferiore a +8 V CC (o all uscita calcolata), non è possibile regolare K. Ripristinare l impostazione originale di K e utilizzare il controllo di guadagno per aumentare la tensione intermedia rispetto al valore iniziale a +8 V CC (dividendo la differenza tra compressione e tensione). Si completa così la procedura iniziale di regolazione del guadagno con il supporto di taratura. Estensometri assiali Taratura 41

42 Installazione La sezione descrive le modalità di montaggio dell estensometro su un campione e di azzeramento dell uscita dell estensometro. Indice Montaggio dell estensometro 45 Molle di attacco rapido 47 Molle di prolunga in metallo 51 Fasce elastiche 54 ALLARME Maneggiare l estensometro quando è selezionata la modalità di controllo attivo può provocare movimenti imprevisti dell attuatore, con eventuali lesioni alle persone o danni all attrezzatura di prova. Durante l installazione su un campione, verificare che l estensometro sia disattivato. Azzeramento dell uscita dell estensometro Scopo dell azzeramento dell uscita dell estensometro è identificare la posizione iniziale dell estensometro stesso sul controller di sistema. Generalmente, l estensometro deve essere azzerato (almeno controllato) dopo l installazione. Supponiamo, per esempio, che l estensometro sia installato in posizione leggermente distaccata da quella di azzeramento tarata. Il controller può essere programmato in modo da accettare l uscita effettiva dall estensometro come uscita di azzeramento. Per informazioni necessarie a definire il segnale dell uscita di azzeramento dell estensometro, vedere il manuale del controller. L uscita elettrica dell estensometro è regolato in modo che lo sforzo di azzeramento equivalga all uscita a zero volt. A seconda dell estensometro, si può attuare il riferimento di azzeramento utilizzando perno di azzeramento, blocco di arresto o fissaggio speciale. Estensometri assiali Installazione 43

43 Alcuni estensometri sono dotati di perno di azzeramento inseribile nel relativo foro di riferimento che blocca i bracci dell estensometro in posizione di riferimento zero. È utile per l installazione del campione. Alcuni estensometri sono dotati di blocco di arresto incorporato nei bracci. Il blocco di arresto funziona con il blocco di sovracorsa. Quando si installa un campione, pinzare insieme i due bracci dell estensometro, in modo da bloccarli in posizione di azzeramento. Alcuni estensometri richiedono fissaggi speciali per impostare i bracci nella relativa posizione di riferimento di azzeramento. 44 Installazione Estensometri assiali

44 Montaggio dell estensometro È possibile installare gli estensometri assiali con molle di attacco rapido, molle di prolunga o fasce elastiche. Esistono due tipi di molle di attacco rapido, scorrevole e fissa. Vedere le differenze in "Molle di attacco rapido" a pagina 47. Le molle di prolunga e le fasce elastiche prevedono lo stesso tipo di montaggio dell estensometro sul campione. Vedere le differenze in "Molle di prolunga in metallo" a pagina 51 e "Fasce elastiche" a pagina 54. Prerequisiti L estensometro deve essere configurato con attacchi adeguati per campione e test. Vedere "Configurazione" a pagina 13. L estensometro deve essere inoltre tarato per l impiego previsto (vedere "Taratura" a pagina 31), così come ogni range per esso definito. Procedura Quando si installa un estensometro assiale su un campione, i suoi bracci devono essere in posizione di riferimento di azzeramento. 1. Azzerare i bracci dell estensometro. A seconda dell estensometro, ciò può essere attuato utilizzando perno di azzeramento, blocco di arresto o fissaggio speciale. Vedere "Riferimento di azzeramento" a pagina Tenere l estensometro in modo che i coltelli siano a contatto con il campione. 3. Fissare il braccio superiore dell estensometro attorno al campione. Se si utilizza un supporto a molle fisse, bloccare la molla attorno al campione. Per modificare la posizione di fissaggio, vedere "Selezione della posizione di fissaggio" a pagina 50. Se si utilizza il supporto a molle scorrevoli, vedere "Regolazione della lunghezza della molla scorrevole" a pagina 48. Con le molle di prolunga, collegare un estremità all attacco a gancio del braccio superiore. Utilizzare il gancetto ausiliario per afferrare l altra molla e tirarla avvolgendo il campione fino all altro gancio di fissaggio. Estensometri assiali Installazione 45