Systemy do pomiaru i analizy rozkładu sił nacisku firmy Tekscan

Podstawową częścią tych systemów pomiarowych są ultracienkie i elastyczne czujniki matrycowe, zwane matami pomiarowymi. Każda taka mata składa się z pojedynczych punktów pomiarowych (tzw. senseli) - maty o najwyższej rozdzielczości mają aż 248 punktów pomiarowych na 1cm².

Rys. 1. Przykładowe maty pomiarowe firmy Tekscan

Rys. 2. Okno przykładowego programu, będącego częścią systemu

Firma Tekscan oferuje aż 200 standardowych modeli mat pomiarowych, które różnią się przede wszystkim powierzchnią pomiarową, rozdzielczością, kształtem i zakresem pomiarowym.

Dodatkowo firma jest w stanie wykonać specjalne maty do konkretnych aplikacji. Drugą, równie ważną częścią systemu jest specjalne oprogramowanie na pecet, które umożliwia wizualizację pomiarów rozkładu sił nacisku (2D / 3D) w czasie rzeczywistym, rejestrację tych pomiarów na dysku komputera i szczegółową analizę wyników.

Analiza jest również możliwa już w trakcie trwania pomiarów, a wyniki zarejestrowane we wszystkich punktach pomiarowych (senselach) mogą być również zapisywane do pliku innych programów, jak na przykład MS Excell lub Matlab (zależy od typu i opcji systemu).

Rys. 3. Systemy do pomiaru rozkładu sił nacisku przy badaniach ergonomii foteli i materacy

Rys. 4. Okno programu z wynikami pomiarów

Elementem tego oprogramowania, umożliwiającym poprawne działanie wybranego modelu czujnika, jest odpowiednia biblioteka lub biblioteki (tzw. mapa). Liczba map w jednym systemie zależy od jego typu i opcji. Okno przykładowego programu zostało przedstawione na rysunku 2.

Przykładowe systemy pomiarowe Tekscan

ConforMat i BPMS to systemy do pomiaru rozkładu sił nacisku do aplikacji związanych z projektowaniem i poprawą ergonomii foteli lub materacy. Zaletą rozwiązania jest przede wszystkim elastyczna mata pomiarowa, co znacznie ułatwia wykonywanie tego typu pomiarów.

Warto dodać, że grubość tej maty w obszarze pomiarowym rozpoczyna się już od 0,2mm. Wielkość zakresu pomiarowego również zależy od konfiguracji systemu i może wynosić nawet 1980×853mm, przy rozdzielczości 1 punktu pomiarowego (sensela) na 1cm².

Rys. 5. Funkcja RTSC

Rys. 6. Synchronizacja czujników

Elementem tych systemów jest specjalnie zaprojektowane do tego typu aplikacji oprogramowanie na pecet, umożliwiające wizualizację rozkładu sił nacisku i analizę pomiarów w czasie rzeczywistym oraz rejestrację tych wyników na dysku.

Wyniki pomiarów są prezentowane w postaci kolorów, które przypisane są zmierzonej sile. Mogą być prezentowane również w postaci określonych wartości (w jednostkach inżynierskich), w każdym punkcie pomiarowym maty. Okno programu z wynikami przykładowych pomiarów (w postaci kolorów) zostało przedstawione na rysunku 4.

Systemy do pomiaru wielkości geometrycznych

Rys. 7. Schemat ideowy systemu pomiaru grubości

WObit jest znany na polskim rynku głównie jako dostawca komponentów do budowy maszyn lub systemów pomiarowych. Jednak zgromadzona przez 20 lat istnienia firmy wiedza i doświadczenie w zakresie małych napędów i czujników różnego typu pozwala na realizację własnych projektów, m.in. w zakresie systemów pomiarowych.

Przykładem systemu pomiarowego z oferty firmy jest układ do różnicowego pomiaru grubości różnych detali wykonanych z drewna, tworzywa lub metalu. Najważniejszym elementem tego systemu są czujniki odległości firmy Micro-Epsilon z serii optoNCDT17x0.

Umożliwiają one bezkontaktowy pomiar odległości w zakresie od 2mm do nawet 1000mm (zależy od modelu), przy wykorzystaniu zasady triangulacji laserowej. Seria 17×0 wyróżnia się doskonałą rozdzielczością (0,005% zakresu czujnika), liniowością (±0,08% zakresu czujnika) i maksymalną częstotliwością próbkowania do 2,5 kHz.

Dodatkowo czujnik ten ma funkcję RTSC (kompensacja powierzchni w czasie rzeczywistym), która umożliwia uzyskanie optymalnych wyników nawet w przypadku szybko zmieniających się powierzchni. Zaletę tej funkcji przedstawia rysunek 5. Dodatkowo czujniki mają możliwość synchronizacji (jeden czujnik pracuje jako master, drugi jako slave), co jest niezbędne przy bardzo dokładnych pomiarach grubości.

Funkcję kontrolera tego systemu pomiarowego pełni moduł CSP2008 firmy Micro-Epsilon, który ma szereg właściwości niezbędnych przy pomiarze takiej wielkości jak grubość. Wszystkie obliczenia wykonywane są przez procesor zintegrowany w module, a wyniki pomiarów wyświetlane są na wyświetlaczu LCD.

W przypadku aplikacji, gdzie informacja o zmierzonej grubości musi być dodatkowo analizowana na przykład przez sterownik PLC, wykorzystywane jest konfigurowalne, w pełni skalowalne wyjście analogowe, interfejsy cyfrowe (Ethernet, EtherCat, RS-422) oraz programowalne wyjścia cyfrowe modułu CSP2008.

mgr inż. Marcin Prokopiak - Specjalista ds. automatyki
WObit
www.wobit.com.pl