Data sheet_000-118m-04.00

8/8/2019 Data sheet_000-118m-04.00

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BeschreibungDer Kraftsensor enthält 3 Quarzringpaare,welche zwischen zwei Stahlplatten im Sensor-gehäuse eingebaut sind.Zwei Schubquarzpaare messen die Kraftkom-ponenten Fx und Fy und ein Druckquarzpaardie Kraftkomponente Fz einer auf den Sensorwirkenden Kraft. Die den einzelnen Kraftkom-ponenten proportionalen elektrischen Ladun-gen werden über Elektroden auf die entspre-chenden Steckeranschlüsse geführt.

Das Quarzpaket wird durch das rostfreie, dichtverschweisste Sensorgehäuse geschützt. DasSensorgehäuse weist zwei zur y-Achse parallelfeinbearbeitete Referenzflächen auf. Diesekönnen zum Ausrichten des Sensors und somitdes Koordinatensystems verwendet werden.

Typen 9067 und 9068Die Sensoren Typen 9067 und 9068 unter-scheiden sich nur in der Lage des Koordina-tensystems in bezug auf das Sensorgehäuse(siehe Fig.1). Die technischen Daten beiderTypen sind identisch. Durch die Kombinationder Typen 9067 und 9068 z.B. in einemDynamometer mit vier Sensoren lässt sich die

Lage des Koordinatensystems in bezug auf dieStecker beliebig wählen.Siehe auch Fig. 2 und 3.

Typen 9066A4 und 9067A4Sätze bestehend aus vier ausgewählten3-Komponenten-Kraftsensoren

Die 4-er Sätze Typen 9066A4 und 9067A4bestehen aus vier ausgewählten und gemein-sam auf gleiche Dicke überschliffenen 3-Kom-ponenten-Kraftsensoren und werden für denEinbau in Mehrkomponenten-Dynamometernund -Messplattformen verwendet.

Die vier Kraftsensoren sind so ausgewählt,dass sie – eingebaut in einem Dynamometer –optimale Spezifikationen in bezug auf Empfind-

lichkeitskonstanz und minimales Übersprechenaufweisen.

Der Typ 9067A4 besteht aus vier ausgewähl-ten 3-Komponenten-Kraftsensoren des Typs9067. Die Stecker liegen in der pos. y-Achsedes Koordinatensystems (siehe Fig.2).

Der Typ 9066A4 besteht aus je zwei aus-gewählten 3-Komponenten-Kraftsensoren derTypen 9067 und 9068. Die Stecker der vierSensoren sind im Gegensatz zum Typ 9067A4alle nach innen gerichtet (siehe Fig.3).

Diese Anordnung ermöglicht einen sehr kom-pakten Einbau z.B. in einem Dynamometer.

DescriptionLe capteur de force contient 3 paires de ron-delles en quartz, qui sont montées entre deuxplaques en acier dans le boîtier du capteur.Deux paires de quartz sensibles au cisaille-ment mesurent les composantes de force Fx etFy tandis qu'une paire sensible à la pressionmesure la composante Fz d'une force agissantsur le capteur. Les charges électriques propor-tionnelles aux composantes sont amenées parl'intermédiaire d'électrodes sur les connecteurscorrespondants.Le paquet des quartz est protégé par le boîtierdu capteur inoxydable et soudé étanche. Leboîtier possède deux surfaces de référencerectifiées parallèlement à l'axe y. Ces surfacespeuvent être utilisées pour ajuster le capteuret, par conséquent, le système de coordon-nées.

Types 9067 et 9068Les capteurs des types 9067 et 9068 se dis-tinguent seulement quant à la position du sys-tème de coordonnées par rapport au boîtier ducapteur (voir Fig.1). Les données techniquesdes deux types sont identiques. En combinantles types 9067 et 9068 dans un dynamomètreà quatre capteurs, la position du système de

coordonnées peut être choisie librement parrapport aux connecteurs.Voir aussi Fig. 2 et 3.

Types 9066A4 et 9067A4Jeux de quatre capteurs de forcesélectionnés à 3 composantes

Ces jeux de quatre capteurs, types 9066A4 et9067A4, se composent chacun de quatre cap-teurs de force à 3 composantes sélectionnés etrectifiés ensemble sur la même épaisseur. Ilssont utilisés dans la construction de dynamo-mètres à plusieures composantes et de plates-formes de mesure.Les quatre capteurs de force sont sélectionnésde manière à posséder des spécifications opti-males quant à la constance de la sensibilité et

un cross talk minimum quand ils sont incorpo-rés dans un dynamomètre.

Le type 9067A4 se compose de quatre cap-teurs à 3 composantes du type 9067. Lesconnecteurs sont situés dans la direction del'axe y positif du système de coordonnées (voirFig.2).

Le type 9066A4 se compose de quatre cap-teurs de force sélectionnés, dont deux dechaque type 9067 et 9068. Tous les connec-teurs des quatre capteurs sont orientés versl'intérieur, contrairement au type 9067A4 (voirFig.3).

Cette disposition permet un montage très com-pact, p.ex. dans un dynamomètre.

DescriptionThe force sensor contains 3 pairs of quartzrings which are mounted between two steelplates in the sensor housing.Two quartz pairs are sensitive to shear andmeasure the force components Fx and Fy, whileone quartz pair sensitive to pressure measuresthe component Fz of a force acting on thesensor. The electrical charges proportional tothe different components are led via electrodesto the corresponding connectors.

The quartz packet is protected by the stainless,tightly welded sensor housing. The latter hastwo fine-machined reference faces parallel tothe y-axis. These faces can be used to positionthe sensor and consequently the coordinatesystem.

Types 9067 and 9068The sensors Types 9067 and 9068 differ only inthe position of the coordinate system relative tothe sensor case (see Fig. 1). The technicaldata of both types are identical. When combin-ing the Types 9067 and 9068 in a dynamo-meter with four sensors, the position of the co-ordinate system relative to the connectors can

be chosen as desired.See also Fig. 2 and 3.

Types 9066A4 and 9067A4Sets consisting of four selected3-Component Force Sensors

These sets, Types 9066A4 and 9067A4, con-sist of four selected three-component forcesensors commonly ground to the same thick-ness. They are used for mounting into multi-component dynamometers and force plates.

The four force sensors are selected in a way topossess optimal specifications of constant sen-sitivity and minimal cross talk when they are

mounted into a dynamometer.

The Type 9067A4 consists of four selected 3-component force sensors of the Type 9067.The connectors are located in the direction ofthe positive y-axis of the coordinate system(see Fig.2).

The Type 9066A4 consists of four selected 3-component force sensors, two of each Type9067 and 9068. All connectors of the foursensors are oriented toward the inside, con-trary to Type 9067A4 (see Fig.3).

This configuration permits a very compactmounting, e.g. in a dynamometer.

2

Type 9067A4 Type 9066A4

z

y

x

Type 9068

x

y

z

Type 9067

x

y

z

Type 9068

x

y

z

Type 9067

x

y

z

Type 9067

x

y

z

Type 9067

x

y

z

Type 9067

x

y

z

Type 9067

X

Y

Z Z

Y

X

x

y

z

Type 9068

z

y

x

Type 9067

Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3

Kistler Instrumente AG Winterthur, CH-8408 Winterthur, Switzerland, Tel. (052) 224 11 11 Kistler Instrument Corp., Amherst, NY 14228-2171, USA, Phone (716) 691-5100

0 0 0 - 1 1 8 m - 0 4 . 0

0

( D B 6 . 9

0 6 7 m )

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Montage

Der Kraftsensor muss unter Vorspannung ein-gebaut werden, da die Schubkräfte Fx und Fydurch Haftreibung von der Grund- und Deck-platte auf die Oberflächen des Kraftsensorsübertragen werden müssen. Die notwendigeVorspannung richtet sich nach den zu übertra-genden Schubkräften.

Die in den technischen Daten angegebenenMessbereiche gelten für die Standardvorspan-

nung von 160 kN.Der Sensor wird durch einen zentralen Vor-spannbolzen zentrisch vorgespannt. Die bei-den planparallel zur y-Achse bearbeitetenReferenzflächen am Sensorgehäuse dienen zurAusrichtung des Sensors.

Der Sensor kann mit Hilfe des Befestigungs-winkels Typ 9407A auf der Montageflächefixiert werden.

Fig. 4a und 4b

zeigen Möglichkeiten der Vorspannung.

Montage

Le capteur de force doit être monté sous pré-contrainte puisque les forces de cisaillement Fxet Fy doivent être transmises par frottement sta-tique de la plaque inférieure et supérieure auxsurfaces du capteur de force. La précontraintenécessaire dépend des forces de cisaillementà transmettre.

Les gammes de mesure indiquées dans lesdonnées techniques sont valables pour la pré-

contrainte standard de 160 kN.Le capteur est précontraint au moyen d'unboulon de précontrainte centré et à tige allé-gée. Les deux faces de référence du boîtier ducapteur rectifiées planes et parallèles servent àajuster le capteur.

Le capteur peut être fixé sur la surface demontage à l’aide de l’angle de montage dutype 9407A.

Fig. 4a et 4b

montrent possibilités de précontrainte.

Mounting

The force sensor must be mounted under pre-load because the shear forces Fx and Fy are tobe transmitted through static friction from thebase and cover plate to the faces of the forcesensor. The necessary preload depends on theshear forces to be transmitted.

The measuring ranges indicated in the tech-nical data are valid for the standard preload of

160 kN.The sensor is preloaded with a centered pre-loading bolt. Both reference faces of the sensorhousing machined plane-parallel to the y-axisare used to adjust the sensor.

The sensor can be fixed with the mountingangle Type 9407A to the mounting face.

Fig. 4a and 4b

show possibilities of preloading.

3

Fig. 4a: Standardvorspannung mit VorspannsatzTyp 9451A oder 9451Asp.

Diese Vorspannung ermöglicht einen sehr kompakten Auf-bau von Dynamometern. Durch den versenkten Einbau derRingmutter wird eine minimale Bauhöhe erreicht.

Weitere Informationen siehe Datenblatt 7.9451.

Fig. 4a: Précontrainte nominale avec jeu d'outilsde précontrainte, type 9451A ou 9451Asp.

Cette méthode de précontrainte rend possible un montagetrès compact de dynamomètres. Un encombrement enhauteur minimal est obtenu grâce au montage encastré del'écrou à l’anneau.D'autres informations voir notice technique 7.9451.

Fig. 4a: Standard preloading with preloading set

Type 9451A or 9451Asp.This preloading method allows a very compact mounting ofdynamometers. A minimum overall height is obtained byrecessed mounting of the ring nut.

Further information see data sheet 7.9451.

Fig. 4b: Vorspannung mit Vorspannsatz Typ 9459

Bei dieser Variante besteht die Möglichkeit, die Grund-

platte mit einer M12-Innensechskantschraube zentrisch zurKraftsensorachse durch die Hohldehnschraube hindurchzu befestigen.

Weitere Informationen siehe Datenblatt 7.9459.

Fig. 4b: Précontrainte avec jeu d'outils type 9459

Cette méthode permet de fixer la plaque de base aumoyen d’un boulon M12 à six pans creux centré sur l’axedu capteur et passant dans le creux de la vis à tigeallégée.D’autres informations voir notice technique 7.9459.

Fig. 4b: Preloading with preloading set Type 9459

This method offers the possibility to fasten the base plate

with a M12-Allen screw central-symmetrically to the sensoraxis and through the bore of the preloading bolt.Further information see data sheet 7.9459.

m i n .

3 0

2 0

m i n .

3 0

L =

7 8 m m

( 9 4 5 1 A )

L = . . . m

m ( 9

4 5 1 A s p )

m i n .

3 6

2 0

m i n .

3 5

13


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0

( D B 6 . 9

0 6 7 m )

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AnwendungMit Quarz-Kraftsensoren können die 3 ortho-gonalen Kraftkomponenten einfach, direkt undsehr genau erfasst werden, da diese Sensoreninhärent ein sehr geringes Übersprechen auf-weisen.

Dank der grossen Steifheit haben die Sensoreneinen grossen Frequenzbereich.

Anwendungsbeispiele• Schnittkräfte• Aufprallkräfte• Rückstosskräfte von Raketen• Dynamische Kräfte auf Rütteltischen• Bestimmen von Reibungskoeffizienten

Lieferbare Ausführungen

Typ 90673-Komponenten-Kraftsensor mit Standard-Koordinatensystem (siehe Fig. 1)

Typ 90683-Komponenten-Kraftsensor wie Typ 9067,aber mit 180° um die z-Achse gedrehtenKoordinatensystem (siehe Fig. 1)

Typ 9066A4Satz bestehend aus je zwei 3-Komponenten-Kraftsensoren Typ 9067 und 9068,ausgewählt und gemeinsam überschliffen(siehe Fig. 3)

Typ 9067A4Satz bestehend aus vier ausgewählten undgemeinsam überschliffenen 3-Komponenten-Kraftsensoren Typ 9067 (siehe Fig. 2)

Lieferumfang

• Montagewinkel Typ 9407Ainkl. 2 Schrauben M3x5

Die Vorspannelemente sind nicht im Liefer-

umfang enthalten und müssen separat bestelltwerden.Siehe Datenblätter 7.9451 und 7.9459.

Zubehör

• Vorspannsatz Typ 9451• Schlüsseleinsatz Typ 9471

mit Sechskant 32 mm• Vorspannsatz Typ 9459• Schlüsseleinsatz Typ 9477

mit Sechskant 32 mm• Anschlusskabel

siehe Datenblatt 15.011

Parallelschaltung

Mehrere Quarzsensoren gleicher Empfindlich-keit können direkt parallel geschaltet werden.Der angeschlossene Ladungsverstärker gibtdann eine Ausgangsspannung, welche derSumme aller wirkenden Kräfte entspricht.

Dies ist vor allem beim Bau von Messplatt-formen und Dynamometern, mit denen nur die3 Komponenten der resultierenden Kraft ge-messen werden müssen, ein grosser Vorteil.

ElektronikAusser den Kraftsensoren werden zu einer3-Komponenten-Kraftmessanlage noch 3 La-dungsverstärker benötigt, welche die Ladungs-signale der Sensoren in Spannungen umwan-deln, die exakt proportional zu den drei Kom-ponenten F

x

, Fy

und Fz

der wirkenden Kraftsind.

Für den Aufbau von Mehrkomponenten-Dyna-mometern zum Messen von drei Kräften unddrei Momenten sind spezielle Mehrkanal-Ladungsverstärker erhältlich.

ApplicationLes capteurs de force à quartz peuvent mesu-rer d’une manière simple, directe et précise les3 composantes orthogonales d’une force,parce que ces capteurs ont un cross talk inhé-rent très faible.

Grâce à leur grande rigidité, ils ont une gammede fréquence très étendue.

Exemples d’application• Efforts de coupe• Forces d’impact• Forces de réaction dans des fusées• Forces dynamiques sur des tables vibrantes• Détermination des coefficients de friction

Versions livrables

Type 9067Capteur de force à 3 composantes avecsystème de coordonnées standard (voir Fig. 1)

Type 9068Capteur de force à 3 composantescomme type 9067, mais avec le systèmede coordonnées tourné de 180° autour

de l'axe z (voir Fig. 1)

Type 9066A4Jeu de quatre capteurs de forceà 3 composantes, dont deux de chaque type9067 et 9068, sélectionnés et rectifiésensemble (voir Fig. 3)

Type 9067A4Jeu de quatre capteurs de forceà 3 composantes du type 9067, sélectionnéset rectifiés ensemble (voir Fig. 2)

Etendue de la fourniture

• Angle de montage Type 9407Aet 2 vis M3x5

Les éléments de précontrainte ne sont pas

inclus dans la fourniture; ils doivent être com-mandés séparément.Voir notices techniques 7.9451 und 7.9459.

Accessoires

• Jeu de précontrainte Type 9451• Raccord pour clé Type 9471

à fourche de 32 mm• Jeu de précontrainte Type 9459• Raccord pour clé Type 9477

à fourche de 32 mm• Câble de connexion

voir notice technique 15.011

Branchement en parallèle

Des capteurs à quartz de sensibilités iden-tiques peuvent être branchés directement enparallèle. L’amplificateur connecté donne alorsune tension de sortie qui correspond à lasomme de toutes les forces qui agissent.

Ceci est un grand avantage, surtout pour laconstruction des plates-formes et dynamo-mètres avec lesquels il ne faut mesurer que les3 composantes de la force résultante.

ElectroniqueOutre les capteurs de force, un système pourla mesure de 3 composantes nécessite encore3 amplificateurs de charge, qui transformentles signaux des charges électriques des cap-teurs en tension exactement proportionnellesaux trois composantes F

x

, Fy

et Fz

de la forceagissante.

Pour la construction de dynamomètres à plu-sieures composantes mesurant trois forces ettrois moments, des amplificateurs de charge àplusieurs canaux sont disponibles.

ApplicationThe quartz force sensors can measure the 3orthogonal force components easily, directlyand precisely, because these sensors featurean inherently low cross talk.

Thanks to their high rigidity they cover a widefrequency range.

Application examples• Cutting forces• Impact forces• Reaction forces in rockets• Dynamic forces on shakers• Determination of coefficients of friction

Available versions

Type 90673-Component Force Sensor with standardcoordinate system (see Fig. 1)

Type 90683-Component Force Sensor like Type 9067,but with coordinate system rotated 180° aboutz-axis (see Fig. 1)

Type 9066A4Set of four matched 3-ComponentForce Sensors ground together, two of eachType 9067 and 9068 (see Fig. 3)

Type 9067A4Set of four matched commonly ground3-Component Force Sensors Type 9067(see Fig. 2)

Scope of delivery

• Mounting angle Type 9407Aand 2 screws M3x5

The preloading elements are not included in

the delivery; they must be ordered separately.See data sheets 7.9451 und 7.9459.

Accessories

• Preloading set Type 9451• Wrench adapter Type 9471

with hex. 32 mm• Preloading set Type 9459• Wrench adapter Type 9477

with hex. 32 mm• Connecting cable

see data sheet 15.011

Parallel Switching

Several quartz sensors of identical sensitivitiescan be paralleled directly. The charge amplifierconnected then gives an output voltage whichcorresponds to the sum of all forces acting.

This is a great advantage when building forceplates and dynamometers with which only the3 components of the resulting force must bemeasured.

ElectronicsBesides the force sensors, a 3-componentforce measuring system also requires 3 chargeamplifiers, which convert the electrical chargesignals of the sensor into voltages exactly pro-portional to the three components Fx, Fy and Fzof the acting force.

In order to construct multicomponent dyna-mometers for measuring three forces and threemoments, special multichannel charge ampli-fiers are available.

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