EXLAR推出内置力传感器的伺服电动缸
一、简介
美国EXLAR的GSX、I系列电动缸可提供内置力传感器的选项，目前可加装此选项的产品型号包括：GSX30、GSX40、GSX50和GSX60，以及I30和I40。
这两个系列（GSX、I）的产品中都可以在缸体中内置力传感器，以直接测量出电动缸输出推杆所施加的力。力传感器安装在电动缸缸体内部可避免外部损坏，并保证获得出准确、一致的测量结果。
电动缸缸体上提供专门的信号连接插座，便于将内置于缸体的力传感器信号连接到外部的信号放大器。信号放大器可提供+/-10V、0-10V或4-20mA的输出信号。
二、性能特点：
可测量拉力或压力
内置压力传感器
外部激励电压：10VDC
灵敏度：2mV/V
线性度：+/-1%
重复度：+/-0.5%
迟滞阻尼：1%（名义值）
响应频率：250Hz
产品出厂前已作标定
与标准信号监视器或PLC放大器输入接口匹配
内置于电动缸缸体，信号由专用插座引出，使用方便
三、如何保证高精度的测量？
需要直线运动机构的工业应用场合常常需要测量由直线运动机构加载到工件上的力，传统解决方案中，力传感器通常被放置在直线运动机构和工件之间的机械传动链中。
传感器的这种安装方法给工程带来一系列的实施困难：首先需要计算、选型、采购力传感器；而且需要设计、安装机械连接件；除此以外，还需要保证精确对中以防止弯曲扭矩对测量精度产生严重影响。
如果直线运动机构对工件施加力时传感器需要产生相应运动，还需要特别考虑如何保证传感器信号电缆不被损坏。因为移动的电缆非常易于损坏，需要考虑足够的可挠性。另外，还需要选择、订购并安装信号放大器。
表面看来很简单的力检测系统实际上是一个复杂的工程，往往需要综合机械、电气方面的专门技术。而且这类工作常常可能因为重新设计、重现订购元器件等原因而延误工期。
EXLAR的内置力传感器使上述繁琐的工作和可能存在的设计风险不复存在，而且由于所有设计工作已由EXLAR完成并进行现场测试，客户获得的产品将直接具有稳定的力测量性能，并且可保证工期不被延误。
EXLAR将高精度的力传感器可靠地安装在电动缸缸体内部，侧向负载将被完全消除，因为电动缸坚固的缸体保证了所有受力部件精确对中。
由于EXLAR力传感器的内置化设计，具有足够挠度的电缆将不再需要。一般来说，电动缸缸体在施力过程中并不会产生运动。力传感器信号电缆可沿着电动缸与动力电缆一起走线，而且力传感器由于安装在电动缸内部，具有和电动缸相同的IP等级。
通常，电动缸所选用的力传感器的测力范围与电动缸的力输出范围匹配，并具有至少2倍的过载能力，以避免意外情况下峰值力损坏力传感器。
四、配置方法
力传感器在出厂前已预加10000磅（4500公斤）左右的预载荷，预载荷的值会随着时间和温度发生变化。可通过外部10V激励电压，读取力传感器的mV输出值计算实际预载荷值。
与力传感器匹配使用的信号放大器包括电源、信号激励系统、信号调理系统。放大器将力传感器输出的mV级信号放大成V级信号。独立式的放大器可被集成到带数显的仪表盘或集成到PLC控制系统中。
整个系统的机械效率对力测量精度至关重要，系统机械效率越高，测量精度越高。所以在安装电动缸和系统设计时需要考虑尽量减小不必要的摩擦和其他影响机械效率的因素。
与其他竞争产品不同的是，EXLAR的GSX系列和I系列电动缸的内置力传感器可以精确测量拉/压两个方向的力。
整个电动缸在出厂前已施加预载荷、进行标定，并提供相关数据用于客户设计测量系统。
坚固而便于使用的力测量单元提供+/-1%的线性度和+/－－0.5%的重复精度。
五、信号放大器工作原理
所有EXLAR电动缸中的内置力测量系统都是增量式测量系统。也就是说，通过检测负载开始运动到结束运动时的传感器信号输出变化量来检测施力大小。力检测功能不能用于电动缸施力的绝对值测量。
DIN导轨安装的EMGZ信号放大器可方便、准确、可靠地测量出内置于GSX、I系列电动缸中的力传感器的电阻变化值。EMGZ放大器精确测量出力传感器中惠斯通电桥的电阻值微小变化量，转化并放大成与电动缸施加的拉力或压力成正比的0-10V电压信号或4-20mA的电流信号。
六、信号放大器性能特点：
DIN导轨安装
电源：24VDC（2.5A）
信号输出：+/-10V或4-20mA
方便的增益或偏置设置
自动标定
七、典型接线图
八、操作示例
例如，全量程下标定因数为1.656mV/V，激励电压为10V，输出信号为0.894mV，无外加载荷时的预载荷为：
Q=0.894*20000/(1.656*10)=1079磅
比较有外加载荷时的输出信号和无负载时的输出信号，即可计算出负载大小。
例如，预载荷为1079磅，施加载荷后输出信号为0.338V，实际载荷计算如下。
P=（0.894-0.338）*20000/(1.656*10)=671磅
注意：正值代表电动缸施加载荷为压力，负值代表电动缸施加载荷为拉力
九、性能指标
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GSX系列 |
I系列 |
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