Krachtcellen

Belastingsbereik

5 N - 2.500 kN (quasi-statisch)
1 kN - 1.000kN (dynamisch)

Nauwkeurigheidsklasse

ISO 7500-1
ASTM E4

Vergelijking tussen krachtcellen Vereisten Voordelen & eigenschappen Nauwkeurigheid Optionele accessoires

Bij materiaaltests wordt een krachtcel gebruikt om de mechanische eigenschappen van een materiaal te bepalen door het meten van de vereiste kracht om het materiaal te vervormen of te breken. Krachtmeetcellen zetten de fysieke grootheid kracht om in een elektrische spanning die meetbaar is. Krachtcellen zijn geschikt voor trek-, druk- en buigtests, maar ook torsietests en cyclische tests.

Door de vaak extreme en diverse vereisten bij materiaaltests, wordt de krachtcel beschouwd als het hart van het testsysteem. Ze legt de basis voor betrouwbare, interpreteerbare testresultaten. Om te verzekeren dat dit kernonderdeel optimaal wordt geïntegreerd in het testsysteem, ontwikkelt en produceert ZwickRoell haar eigen gepatenteerde Xforce reeks krachtcellen, die voldoen aan de strengste vereisten op vlak van nauwkeurigheid en robuustheid.

Vergelijking van krachtcellen
Xforce	Precision P	High-precision HP	High-precision HP+ ¹	K	K+ ¹	Hoge capaciteit	Dynamic ^₂
Nominale kracht F_nom	5 N tot 150 kN	5 N tot 10 kN	5 N tot 10 kN	10 kN tot 250 kN	10 kN tot 250 kN	330 kN tot 2500 kN	1 kN tot 1000 kN
Nauwkeurigheidsklasse 1 vanaf x % van F_nom	0,4 %	0,2 %	0,1 %	0,2 %	0,1 %	Vanaf 0,2% van Fnom	Vanaf 0,4% van Fnom
Nauwkeurigheidsklasse 0.5	2 %	1 %	0,1 %	1 %	0,1 %	Vanaf 1% van Fnom	Vanaf 1% van Fnom
Toepassingen	Quasi-statisch	Quasi-statisch	Quasi-statisch	Quasi-statisch	Quasi-statisch	Quasi-statisch	Quasi-statische tests en vermoeiingstests

¹ De plus krachtcellen hebben een breder gekalibreerd meetbereik
² De Xforce dynamic krachtcel is voorzien van een geïntegreerde accelerometer (vanaf 5 kN).

Vereisten aan krachtcellen

Axiale krachtgrenzen

Axiale krachtgrenzen, krachtlimieten en bereik in de richting van de meet-as van de krachtcel. Excessieve kracht in de richting van de meet-as van de krachtcel kan leiden tot beperkte meetnauwkeurigheid en permanente vervorming van de krachtcel.

Xforce krachtcellen kunnen krachten weerstaan tot 300% van hun nominale kracht zonder mechanische breuk, en tot 150% van de nominale kracht zonder verschuiving van het nulpunt. Dankzij het unieke elektronische identificatiesysteem, herkent onze testXpert testsoftware de krachtcel en haar eigenschappen onmiddellijk, en worden geschikte kracht- en verplaatsingslimieten ingesteld voor de test.

Dwarskrachten

Dwarskrachten zijn uitwendige krachten die inwerken op de montagevlakken van het rekstrookje, loodrecht op de test-as. Deze krachten kunnen de testresultaten negatief beïnvloeden.

Onze Xforce krachtcellen (HP en K) zijn ontworpen en gebouwd voor tests waarin dwarskrachten op kunnen treden. Een dwarskracht van 10% van de nominale kracht veroorzaakt een afwijking van slechts ±0,02% van de meetwaarde.

Temperatuur

Temperatuurschommelingen van de krachtcel kunnen leiden tot vervorming en beïnvloeden het testresultaat.

Onze Xforce krachtcellen, in het bijzonder de HP en K, hebben een geïntegreerde temperatuurcompensatie.

Buigmomenten

Buigmomenten treden op wanneer een dwarskracht uitgeoefend wordt met een hefboom over een bepaalde afstand, of wanneer de axiale kracht excentrisch wordt uitgeoefend.

Xforce krachtcellen zijn ontworpen om buigmomenten tot een minimum te beperken. De vervormingselementen hebben een hoge buigstijfheid onder invloed van dwarskrachten, buigmomenten of torsie.

Torsie

Zodra een dwarskracht niet rechtstreeks ingrijpt op de meet-as, ontstaat torsie. Torsie wordt opgewekt door de testopstelling of door het sample, bv. tijdens een druktest of bij het testen van spiraalveren.

Voor Xforce krachtcellen bedraagt de torsiewaarde 0,2% (P en HP) of 0,005% (K) van de nominale kracht per mm voor elke mm parallelle afstand.

Video: Xforce krachtcel

Robuust en uiterst nauwkeurig. Geloof ons niet op ons woord. Bekijk het zelf!

Gepatenteerde Xforce krachtcellen — exclusief bij ZwickRoell

Voordelen en eigenschappen van de XForce krachtcel

De systeemconfiguratie voor krachtcellen in de testXpert III testsoftware

Uniek identificatiesysteem

Bespaar tijd, voorkom fouten en wees gerust dat uw krachtcel beschermd wordt.

Zodra ze aangesloten is, worden het type en de eigenschappen van de krachtcel, inclusief kracht- en verplaatsingslimieten, automatisch ingelezen en geïdentificeerd door onze testXpert testsoftware.
Het is niet langer nodig deze informatie manueel in te geven, waardoor ook geen fouten kunnen gebeuren bij de ingave.
Kritische informatie zoals overbelastingswaarden en de datum waarop ze gebeurden, worden opgeslagen in het geheugen van het identificatiesysteem.

Normconforme fabriekskalibratie

Vertrouw op de nauwkeurigheid van uw krachtcel!

Gecertificeerde fabriekskalibratie volgens ASTM E4 en ISO 7500
Voor verzending wordt elke krachtcel gekalibreerd samen met het volledige testsysteem, inclusief de aandrijving en de meet- en regelsturing.
De kalibratiegegevens worden gedocumenteerd in een fabriekskalibratiecertificaat, dat meegeleverd wordt met de krachtcel.

Meer over ISO 7500-1 / ASTM E4

Uitstekende lineariteit

Maximaliseer de waarde van uw testresultaten!

Lineariteit, of niet-lineariteit geeft de meetfout van de krachtcel weer over het volledige gebruiksgebied.

ASTM E4 stelt dat de relatieve afleesfout niet hoger mag zijn dan 1% van de meetwaarde (typisch tussen 1% en 100% van de nominale kracht van de krachtmeetcel):

Xforce HP en Xforce K krachtcellen: de maximale afleesfout bedraagt 1% van de meetwaarde vanaf 0,1% van de nominale kracht, en 0,25% van de meetwaarde vanaf 0,4% van de nominale kracht
Xforce Dynamic krachtcel: de maximale afleesfout bedraagt 1% van de meetwaarde vanaf 0,5% van de nominale kracht, en 0,5% van de meetwaarde vanaf 1% van de nominale kracht

ISO 7500-1 kent nauwkeurigheidsklassen van 0.5 tot 3, waarbij klasse 1 de meest courante kalibratievereiste is voor materiaaltestmachines:

Xforce krachtcellen voldoen aan alle vijf criteria volgens ISO 7500-1 nauwkeurigheidsklasse 1 en nauwkeurigheidsklasse 0.5.

Breed meetbereik met één krachtcel

Het is gewoonlijk niet nodig meerdere krachtcellen aan te schaffen en te kalibreren!

Dek meerdere toepassingsvereisten af met één enkele krachtcel met een meetbereik van 0,1% tot 100% van haar nominale kracht.
Het beschikbare meetbereik wordt niet beïnvloed door de aanwezige testopstelling of het gewicht van een klem zolang deze minder dan 45% van de nominale kracht bedraagt.

Robuust en betrouwbaar

Test met vertrouwen!

Geïntegreerde overbelastingsbescherming
Met de testXpert testsoftware kan u krachtlimieten instellen waarbij het testsysteem automatisch stopt.
Software- en hardware-eindeloopschakelaars begrenzen de verplaatsing van de traverse, ter bescherming van uw krachtcellen en testwerktuigen.
Xforce krachtcellen kunnen krachten weerstaan tot 300% van hun nominale kracht zonder te breken, en tot 150% van de nominale kracht zonder verschuiving van het nulpunt. Daarom is het meestal niet nodig een overbelastingsbescherming zoals voorgespannen veren, mechanische stops of geleidingen voor laterale krachtabsorptie te voorzien.

Werk in twee testruimten met één krachtcel voorzien van aansluitbouten

Eenvoudige, snelle en precieze montage van sampleklemmen

Makkelijk wisselen en uitlijnen van testopstellingen

Elke krachtcel is voorzien van een aansluitbout met een passing, zodat sampleklemmen en testwerktuigen snel gemonteerd kunnen worden, zonder speling en met optimale uitlijning ten opzichte van de test-as.
Referentieposities (bv. afstand tussen de werktuigen) worden slechts eenmalig ingesteld en opgeslagen in de testXpert testsoftware.
De Xforce K krachtcel heeft een optionele tweede aansluitbout, zodat ze bruikbaar wordt in twee testruimten.
Xforce dynamic krachtcellen hebben altijd flensverbindingen om hun dynamische vermoeiingsweerstand te verzekeren.

Snelle wissel tussen krachtcellen

Tijdbesparing door gebruik van meerdere krachtcellen op dezelfde machine

Als meerdere krachtcellen gebruikt worden of als krachtcellen vaak gewisseld worden, raden we aan de krachtcellen via aansluitbouten te monteren. Via de aansluitbout kan u een tweede krachtcel monteren op de bestaande krachtcel in het testsysteem, net zoals een testwerktuig gekoppeld wordt aan de krachtcel. In plaats van de krachtcel elke keer los of vast te schroeven wanneer ze gewisseld moet worden, blijft de originele krachtcel op zijn plaats en wordt een aansluitbout toegevoegd. Deze optie biedt de volgende voordelen:

De kabels worden niet onnodig belast door het los- en vastschroeven
Verhoogde flexibiliteit en tijdsbesparing
Onmiddellijke uitlijning ten opzichte van de test-as

Hoe werkt een krachtcel?

De meest courante industriële krachtcellen zijn voorzien van een rekstrookje. Ze werken op basis van een mechanisch vervormbaar element waarop een rekstrookje is aangebracht in een meetbrug.

Zodra een kracht wordt uitgeoefend op de krachtcel, vervormt het mechanische element met het rekstrookje elastisch. De vervorming door mechanische verlenging of samendrukking maakt dat het rekstrookje mee verlengt of samendrukt. De rek-gerelateerde (en dus krachtafhankelijke) verandering in weerstand wordt door elektronica omgezet in een meetsignaal en verder verwerkt.

Een drukkrachtmeetcel meet drukkrachten en wordt normaal gezien onder de testopstelling ingebouwd. Een trekkrachtmeetcel meet trekkrachten.

Hoe werkt een krachtcel? Illustratie van een krachtcel met rekstrookje in verlengde en samengedrukte toestand — Verlenging / samendrukking van het rekstrookje

Nauwkeurigheid van een krachtcel

De nauwkeurigheid van een krachtcel wordt bepaald door de meetfout. Hoe kleiner de meetfout is, hoe nauwkeuriger de krachtcel. De meest courante nauwkeurigheidsklassering gebeurt volgens lineariteit (of niet-lineariteit).

Grafische weergave van de lineariteit van een krachtcel

Lineariteit (of niet-lineariteit)

¹ Prestaties ² Belasting ³ Nulregeling ⁴ Vermogen ⁵ Niet-lineariteit ⁶ Hysterese

Lineariteit is een wiskundige verhouding beschreven door een rechte lijn. Voor een krachtcel is dit de verhouding tussen de uitgeoefende kracht en de gemeten waarde. De nauwkeurigheid van een krachtcel wordt normaal gezien uitgedrukt als ±x% van de afgelezen waarde.

Voorbeeld: Een 1000 N Xforce HP+ is gekalibreerd in Klasse 0.5. De nauwkeurigheid bedraagt ±0.5% van de afgelezen waarde van de krachtcel vanaf 1 N tot 1000 N. 1 N kan gemeten worden met een nauwkeurigheid van ± 0,005N.

Hysterese

Hysterese wordt gedefinieerd als het maximale verschil tussen twee metingen van de krachtcel bij dezelfde uitgeoefende kracht, waarbij een meting gebeurt bij het verhogen van de kracht vanaf nul, en de andere gebeurt bij het verlagen van de kracht vanaf de maximale nominale belasting van de krachtcel.

Herhaalbaarheid

Het maximale verschil tussen de metingen van de krachtcel bij herhaalde belastingen en dezelfde belastings- en omgevingscondities.

Temperatuurvariatie en nulpunt

De verandering in prestatie of nulpunt door een verandering van de temperatuur van de krachtcel.

Leer meer over hoe onze krachtcellen u kunnen helpen bij uw testuitdagingen.

Contacteer onze experts - we kijken er naar uit uw vragen te beantwoorden.

Contacteer ons

Optionele accessoires voor krachtmeetcellen

Daily Check toestel

Het Daily Check toestel wordt gebruikt voor regelmatige controles op krachtcellen tot 500 N met behulp van vergelijkende waarden gemeten tijdens de kalibratie/bijregeling. Het bestaat uit twee referentiestukken (master/slave).

Implementatie van de opstelling en software op eender welk aantal machines door installatie en uitbouw.
Detectie van systematische fouten van de krachtcel in druk- en trekrichting.
Betrouwbare testresultaten: Het uitvoeren van controles tussen de periodieke kalibraties verzekert dat de krachtcel geen systematische fouten vertoont.
De resultaten van de daily check worden geregistreerd in een testXpert rapport.
Traceerbaarheid: Alle veiligheidskritische tests hebben specifieke vereisten op vlak van traceerbaarheid en documentatie. Met onze ZwickRoell testsoftware kan de beheerder bepalen wat geregistreerd moet worden, en voor welke acties en gebeurtenissen een reden moet opgegeven worden.

Daily Check toestel voor het controleren van krachtcellen tot 500 N

Xforce krachtmeetsysteem met belastingsbypass

Krachtcellen met belastingsbypass zijn bijzonder aangeraden wanneer:

Tests uitgevoerd worden aan hoge snelheid, gezien het risico dat de ingestelde krachtgrenzen niet snel genoeg reageren.
Tests gebeuren met kleine afstanden tussen testwerktuigen of met kleine verplaatsingen; hierdoor ook bijzonder geschikt voor het testen van veren en onderdelen.

Tijdens tests in drukrichting worden uitgevoerd, zijn Xforce HP krachtcellen beschermd door een mechanische overbelastingsbeveiliging en geïntegreerde belastingsbypass.

Bij mechanische overbelastingsbeveiliging blokkeert een mechanische aanslag de krachtcel vooraleer de maximaal toelaatbare grenskracht bereikt wordt. Dit voorkomt schade aan de krachtcel door overbelasting.
De geïntegreerde belastingsbypass beschermt de hele testopstelling: Vanaf een krachtgrens van 120+6/-4% F_nom wordt de aanwezige kracht overgebracht op een verenpakket. Het resultaat is dat de hele testopstelling niet wordt blootgesteld aan de kracht. Deze belastingsbypass voorkomt een krachtstijging in de krachtcel die overbelasting of beschadiging zou veroorzaken.

Overschrijding van de verplaatsing(en) van de belastingsbypass met mechanische stop

Voorbeelden van testmachines met krachtcellen

Downloads voor krachtmeetcellen

Productinformatie: Xforce K krachtcel PDF 3 MB
- DE
- EN
Productinformatie: Xforce HP krachtcel PDF 383 KB
- DE
- EN
Productinformatie: Xforce HP+ en Xforce K+ krachtcellen PDF 3 MB
- DE
- EN
Productinformatie: Krachtcellen 330 kN - 2.500 kN PDF 244 KB
- DE
- EN
Productinformatie: Xforce krachtcel, dynamisch PDF 314 KB
- DE
- EN
Productinformatie: Xforce krachtmeetsysteem met belastingsbypass PDF 389 KB
- DE
- EN
Daily Check PDF 750 KB
- DE
- EN

Vaak gestelde vragen

Hoe werkt een krachtcel?

Een krachtcel of krachtsensor werkt op basis van een mechanisch vervormbaar element waarop een rekstrookje is aangebracht in een meetbrug. Zodra een kracht wordt uitgeoefend op de krachtcel, vervormt het mechanische element met het rekstrookje elastisch. De vervorming door mechanische verlenging of samendrukking maakt dat het rekstrookje mee verlengt of samendrukt. De rek-gerelateerde (en dus krachtafhankelijke) verandering in weerstand wordt door elektronica omgezet in een meetsignaal en verder verwerkt.

Wat doet een krachtcel?

Een krachtcel zet krachten opgewekt door trek, druk of torsie om in een elektrisch signaal dat gemeten, uitgelezen en geregistreerd kan worden.

Waaruit bestaat een krachtcel?

Het belangrijkste onderdeel van een krachtcel is een mechanisch vervormingselement waarop rekstrookjes bevestigd zijn.

Hoe werkt een rekstrookje?

Een rekstrookje is een sensor die vervorming meet via een verandering van de elektrische weerstand. Bij materiaaltests worden rekstrookjes toegepast in krachtmeetcellen.

Wat meet een krachtcel?

Een krachtcel wordt gebruikt om de kracht te meten die uitgeoefend wordt op de sensor. Ze dienen om drukkrachten of trekkrachten te meten, maar zijn ook geschikt voor dynamische tests.