Een krachtopnemer wijkt niet alleen een vast percentage af. Hij geeft bij dezelfde kracht een iets andere waarde als de belasting daalt dan als hij stijgt, hij herhaalt een meting niet perfect, en hij reageert op de manier waarop hij is ingebouwd. Op een kalibratiecertificaat komen die eigenschappen terug als hysterese, herhaalbaarheid, reproduceerbaarheid, kruip en nulpuntsterugkeer. In dit artikel leest u wat ze betekenen, hoe ze op de krachtbank worden bepaald en wat u er in de praktijk mee doet. Hoe de meting zelf verloopt, staat op de pagina krachtkalibratie in trek en druk.
Hysterese: op- en afbelasten
Hysterese (in ISO 376 reversibiliteit genoemd) is het verschil tussen de aanwijzing bij oplopende en bij aflopende belasting, bij dezelfde kracht. Een meetlichaam van staal of aluminium veert niet volmaakt terug: een klein deel van de vervorming loopt achter op de kracht. Bij mechanische krachtmeters komt daar wrijving in het mechanisme bij. Het gevolg is dat de aanwijzing bij afbelasten meestal iets hoger ligt dan bij opbelasten.
Op de krachtbank wordt hysterese zichtbaar doordat elke serie in stappen wordt opgevoerd tot de maximale kracht en in dezelfde stappen weer wordt afgebouwd. Het verschil per meetpunt, uitgedrukt in procenten van de kracht of van het bereik, is de hysterese. Voor uw toepassing is de vraag: meet u alleen bij oplopende kracht, zoals bij een trekproef of een proefbelasting, of ook bij dalende kracht, zoals bij het aflaten van een last? In het tweede geval telt de hysterese volledig mee in uw meetfout.
Herhaalbaarheid: dezelfde meting nog eens
Herhaalbaarheid is de spreiding tussen opeenvolgende metingen bij dezelfde kracht, in dezelfde inbouwpositie en onder dezelfde omstandigheden. Op de bank worden daarvoor twee of meer series direct na elkaar gemeten zonder het meetmiddel los te nemen. Een slechte herhaalbaarheid wijst op ruis in de elektronica, speling in de inbouw, een beschadigd meetlichaam of een instabiele voeding. Het is de ondergrens van wat het meetmiddel kan: afwijkingen kunt u corrigeren, spreiding niet.
Reproduceerbaarheid: anders ingebouwd
Reproduceerbaarheid gaat een stap verder: de spreiding tussen series waarbij het meetmiddel tussendoor is losgenomen en in een andere positie is ingebouwd, bijvoorbeeld 120 graden gedraaid om de krachtas. Zo komen de effecten van een niet perfect centrische krachtinleiding, van de inbouwdelen en van de montage aan het licht. ISO 376 vereist daarom metingen in meerdere posities. Voor de praktijk betekent een goede reproduceerbaarheid dat het meetmiddel ongevoelig is voor kleine verschillen in inbouw, iets wat bij load shackles en load pins direct relevant is.
Kruip en nulpuntsterugkeer
Kruip is de verandering van de aanwijzing in de tijd terwijl de kracht constant blijft. Het meetlichaam en de lijm van de rekstrookjes blijven nog even nagegeven. Bij toepassingen waarbij een last lang wordt vastgehouden, zoals een proefbelasting of het voorspannen van ankers, is kruip belangrijk. De nulpuntsterugkeer is de aanwijzing nadat de kracht volledig is weggenomen. Een opnemer die niet naar nul terugkeert, is overbelast geweest of mechanisch beschadigd.
Hoe komen deze waarden op het certificaat?
Bij een reguliere krachtkalibratie meten wij per meetpunt de afwijking bij op- en afbelasten en, bij herhaalde series, de herhaalbaarheid. Bij een ISO 376-kalibratie komen daar de reproduceerbaarheid over meerdere posities, de interpolatiefout, de nulfout en waar relevant de kruip bij, en worden de resultaten getoetst aan de klasse-eisen. Alle bijdragen gaan mee in de meetonzekerheid, berekend volgens EURAMET cg-4. Die onzekerheid is dus geen losse foutmarge maar de optelsom van wat het meetmiddel en de meting zelf doen.
Rekenvoorbeeld
Een dynamometer van 50 kN wijst bij opbelasten op 25 kN een waarde aan van 25,03 kN en bij afbelasten op hetzelfde punt 25,09 kN. De afwijking bij opbelasten is dan +0,12 %, de hysterese 0,06 kN ofwel 0,24 % van de aangewezen kracht. Herhaalt u de serie en vindt u bij opbelasten 25,02 en 25,04 kN, dan is de herhaalbaarheid 0,02 kN (0,08 %). Gebruikt u het meetmiddel alleen om een last op te hijsen en af te lezen bij stijgende kracht, dan is de afwijking van +0,12 % uw correctie en speelt de hysterese nauwelijks mee. Leest u ook af terwijl de last wordt gevierd, dan moet u rekenen met een band van ruim 0,2 %. Zo bepaalt de toepassing welke waarde op het certificaat voor u telt.
Zo houdt u hysterese en spreiding klein
- Voorbelasten. Belast het meetmiddel vóór een meetserie enkele keren tot de maximale kracht. Het meetlichaam zet zich en de eerste meting is dan representatief.
- Opwarmen. Geef de elektronica tijd om op temperatuur te komen; veel indicatoren hebben minuten nodig voor een stabiele nul.
- Centrisch belasten. Gebruik de voorgeschreven inbouwdelen, zorg dat de kracht door de as van de opnemer loopt en vermijd zijkrachten en buigmomenten.
- Dezelfde richting. Meet zoveel mogelijk in dezelfde richting als waarin het meetmiddel is gekalibreerd. Hysterese telt pas mee als u in beide richtingen afleest.
- Rust. Laat een slingerende of schokkende last eerst tot rust komen; een dynamische piek is geen meetwaarde. Voor kraanwegers staan praktische tips in kraanweger veilig en nauwkeurig gebruiken.
- Nulcontrole. Controleer na gebruik of de aanwijzing naar nul terugkeert. Zo niet, laat het meetmiddel inspecteren.
Samengevat
Hysterese, herhaalbaarheid, reproduceerbaarheid, kruip en nulpuntsterugkeer beschrijven samen hoe stabiel een krachtmeetmiddel is. Ze worden op de krachtbank bepaald door in stappen op en af te belasten, series te herhalen en het meetmiddel in verschillende posities in te bouwen, en ze bepalen de meetonzekerheid op uw certificaat. Wilt u weten hoe uw krachtopnemer of dynamometer ervoor staat? Bekijk krachtkalibratie in trek en druk.