Een loadcell of krachtopnemer meet zelf geen kracht in newton. Het meetlichaam vervormt onder belasting, rekstrookjes zetten die vervorming om in een kleine elektrische spanning, meestal uitgedrukt in millivolt per volt voedingsspanning (mV/V), en pas de versterker of het display rekent dat om naar een kracht of een gewicht. Bij een kalibratie moet u dus kiezen: laat u alleen de opnemer kalibreren, of de hele keten van opnemer tot en met uitlezing? Beide kunnen, maar ze betekenen iets anders. Hoe wij krachtopnemers en loadcells kalibreren, leest u op de dienstpagina.
Wat is een meetketen?
Een krachtmeetketen bestaat uit drie schakels:
- de opnemer: het meetlichaam met rekstrookjes, dat een mV/V-signaal afgeeft;
- de versterker of indicator: voedt de opnemer, meet het signaal en rekent het om naar een eenheid;
- de uitlezing: het display, de software of de PLC waarop u het getal afleest.
Elke schakel draagt bij aan de afwijking. De opnemer heeft een eigen gevoeligheid, lineariteit en hysterese; de versterker heeft een eigen nauwkeurigheid, resolutie en temperatuurgedrag; de instelling van de uitlezing bepaalt of het geheel klopt. Een certificaat geldt alleen voor wat er daadwerkelijk is gemeten.
Optie 1: de opnemer los kalibreren
Bij een losse kalibratie wordt de opnemer op de krachtbank aangesloten op een precisieversterker van het laboratorium. Het resultaat is een tabel van kracht tegen mV/V, vaak met een interpolatievergelijking. Dat heeft voordelen:
- het resultaat is onafhankelijk van uw eigen elektronica en daardoor goed te vergelijken met de fabrieksspecificaties;
- u kunt de opnemer met verschillende uitlezingen gebruiken, mits u de gevoeligheid correct invoert;
- bij referentie-opnemers volgens ISO 376 is dit een gebruikelijke aanpak, in combinatie met een precisieversterker.
Het nadeel: het certificaat zegt niets over wat uw eigen display aanwijst. Een fout in de versterker, een verkeerd ingevoerde gevoeligheid of een afwijkende voedingsspanning blijft onzichtbaar.
Optie 2: de complete meetketen kalibreren
Bij een kalibratie van de meetketen stuurt u opnemer, kabel en uitlezing samen in. Op de bank wordt de kracht van de referentie-opnemer vergeleken met het getal op uw display, in de eenheid die u in de praktijk gebruikt: N, kN, kg of ton. Dit is voor de meeste industriële toepassingen de meest logische keuze, omdat:
- het certificaat geldt voor het getal dat u werkelijk afleest;
- fouten in versterker, instellingen en kabel worden meegenomen;
- uw auditor één certificaat ziet dat aansluit op het meetmiddel zoals het in gebruik is.
De keerzijde: de kalibratie is gebonden aan die combinatie. Vervangt u de indicator, dan moet de keten opnieuw worden gekalibreerd. Noteer daarom het serienummer van zowel opnemer als uitlezing op het certificaat en in uw meetmiddelenregister.
Wanneer welke optie?
| Situatie | Advies |
|---|---|
| Dynamometer, kraanweger of krachtmeter met vast display | Complete meetketen; opnemer en display zijn onlosmakelijk |
| Loadcell in een pers, assemblagelijn of doseersysteem met eigen indicator | Complete meetketen, met de indicator uit de installatie |
| Referentie-opnemer voor het verifiëren van trek- en drukbanken (ISO 376) | Meetketen met de bijbehorende precisieversterker; bij een losse kalibratie de versterker apart kalibreren |
| Opnemer die met wisselende uitlezingen wordt gebruikt | Opnemer los in mV/V, plus een gekalibreerde versterker |
| Weegsysteem met meerdere loadcells en een sommatiekast | Het complete weegsysteem op locatie kalibreren met gewichten, zie weegschaal kalibreren |
Wat stuurt u mee?
Voor een kalibratie van de meetketen hebt u nodig: de opnemer, de originele kabel, de indicator of versterker inclusief voeding, en bij voorkeur het inbouwmateriaal zoals trekstukken, drukstukken of een shackle waarmee het meetmiddel normaal wordt belast. Geef daarnaast door in welke richting u meet (trek, druk of beide), in welke eenheid u het resultaat wilt en of u een bepaald aantal meetpunten of een klasse nodig hebt. Zo sluit de kalibratie aan op uw toepassing.
Praktijkvoorbeeld: loadcell in een pers
Een machinebouwer gebruikt een drukopnemer van 200 kN onder een pers om de perskracht van lagers te bewaken. De opnemer hangt aan een PLC-ingang via een losse versterker. Wordt alleen de opnemer gekalibreerd, dan weet de kwaliteitsafdeling dat het mV/V-signaal klopt, maar niet of de versterker het correct schaalt en of de PLC de juiste eenheid toont. Door opnemer, kabel en versterker samen in te sturen en de waarde op de PLC-ingang als uitlezing te nemen, geldt het certificaat voor de perskracht die de operator ziet. Is de versterker vast in de machine ingebouwd en kan hij niet mee, dan is de alternatieve route: opnemer los kalibreren in mV/V en de versterker elektrisch laten kalibreren, waarna de twee certificaten samen de keten dekken.
Hetzelfde geldt voor een loadcell onder een silo of in een doseersysteem, met één verschil: zodra meerdere loadcells via een sommatiekast samen een massa bepalen, is een kalibratie met gewichten op locatie de aangewezen weg, omdat dan ook de verdeling van de last en de mechanische inbouw worden meegenomen.
Shuntkalibratie is geen kalibratie
Veel indicatoren hebben een shunt- of cal-functie: een vaste weerstand simuleert een signaal van de opnemer. Dat is een nuttige controle van de elektronica en de kabel, maar geen kalibratie van de kracht. De shunt zegt niets over het meetlichaam, de inbouw of de hysterese. Gebruik hem als tussentijdse check, niet als vervanging van een kalibratie tegen een referentie-opnemer.
Samengevat
Laat een loadcell bij voorkeur kalibreren als complete meetketen, zodat het certificaat geldt voor het getal dat u afleest. Kies voor een losse kalibratie in mV/V als de opnemer met wisselende uitlezingen wordt gebruikt of als referentie dient, en kalibreer dan ook de versterker. Twijfelt u? Vermeld uw toepassing bij de aanvraag, dan adviseren wij welke aanpak past. Zie krachtopnemer of loadcell kalibreren.