Determinazione della forza erogata dal tuo attuatore lineare

Non dovresti già saperlo?

Quando si seleziona un file attuatore lineare per qualsiasi progetto, dovresti sempre determinare una stima della quantità di forza richiesta dal tuo attuatore lineare poiché è un aspetto chiave nella scelta di quello giusto per il tuo progetto. Ma il i calcoli per determinare queste stime possono essere complessi e soggetti a errori di misura e di arrotondamento. Mentre alcune applicazioni possono essere semplici, come spingere un oggetto su e giù, diventa molto più complesso quando è necessario tenere conto di altre forze, come l'attrito che è difficile da identificare poiché l'esatto coefficiente di attrito è difficile da determinare e soggetto a errori . Poi ci sono applicazioni che richiedono la modifica degli angoli di forza, come l'apertura di un portello, il che significa che la forza richiesta dall'attuatore cambierà durante il suo funzionamento. Anche con il nostro Calcolatore dell'attuatore lineare aiutandoti nei tuoi calcoli, se cambi leggermente la posizione di montaggio quando costruisci fisicamente il tuo progetto, cambierà la forza richiesta per essere erogata dal tuo attuatore lineare.

 Applicazione dell'attuatore lineare a portello

Perché dovresti saperlo?

Ci sono alcuni motivi pratici per cui vorresti conoscere la forza esatta fornita dal tuo attuatore lineare al di fuori della curiosità di base. In primo luogo, potrebbe essere necessario conoscere la forza esatta erogata per risolvere un problema con il progetto. Ciò potrebbe variare dall'incapacità dell'attuatore lineare di spostare il carico desiderato all'attuatore lineare che si muove più lentamente del desiderato. Per quest'ultimo problema, è possibile utilizzare i grafici delle prestazioni di velocità VS carico, come quello di seguito, per vedere come ci si aspetterebbe che la velocità dell'attuatore cambierà per un dato carico. Come puoi vedere nel grafico sotto, quanto la velocità del tuo attuatore lineare è influenzata dal carico varierà in base all'attuatore lineare selezionato.

Grafico delle prestazioni di carico e velocità

In secondo luogo, potresti voler conoscere la forza esatta erogata dal tuo attuatore lineare, se sei interessato alla durata del tuo attuatore lineare. Mentre un attuatore lineare è classificato per una forza massima da erogare, più ci si avvicina al limite si tradurrà in un'aspettativa di vita più breve per quell'attuatore. Questo è semplicemente perché la forza maggiore richiesta si tradurrà in una maggiore sollecitazione nei componenti dell'attuatore. Se si misura la forza erogata dall'attuatore ed è vicina al carico nominale dell'attuatore, è possibile considerare l'aggiornamento a un attuatore con forza nominale superiore per una migliore aspettativa di vita.

Infine, potresti voler conoscere la forza esatta erogata dal tuo attuatore lineare, se il tuo sistema funziona a batteria. Questo perché maggiore è la forza erogata da un attuatore lineare, maggiore sarà la potenza assorbita e la batteria si scaricherà più velocemente. Come si può vedere nel grafico delle prestazioni del carico VS corrente nella sezione seguente, l'utilizzo di un attuatore a forza maggiore comporterà una riduzione dell'assorbimento di corrente per un dato carico. Si può anche considerare di passare da un attuatore a 12V a un attuatore a 24V poiché l'assorbimento di corrente sarà inferiore per un dato carico in un attuatore a 24V rispetto a un attuatore a 12V. 

Come si misura la forza esatta erogata?

Per misurare la forza fornita da un attuatore lineare, possiamo misurare l'assorbimento di corrente dell'attuatore lineare mentre è in movimento. Poiché la potenza consumata dall'attuatore è correlata alla forza erogata dall'attuatore e che la tensione rimarrà costante, 12 o 24 V, l'assorbimento di corrente aumenterà linearmente con un aumento della forza. Questo può essere visto nel grafico delle prestazioni del carico corrente VS di seguito. Una volta misurato l'assorbimento di corrente, è possibile utilizzare il grafico delle prestazioni del carico VS corrente per stimare la forza erogata dall'attuatore lineare. Questa non è una soluzione perfetta e può comunque essere soggetta a errori, ma è una buona soluzione per stimare la forza erogata che puoi confrontare con i tuoi calcoli di progettazione. È anche una soluzione abbastanza semplice in cui non ti sarà richiesto di cambiare drasticamente il tuo progetto per essere in grado di stimare la forza erogata.

 Grafico delle prestazioni del carico VS corrente

Nelle applicazioni in cui si sposta un oggetto su un asse, ovvero senza cambiare gli angoli, il valore corrente dovrebbe essere in qualche modo stabile, una volta spostato, poiché la forza dovrebbe essere costante in quelle applicazioni. Nelle applicazioni simili a tratteggi, cioè con angoli variabili, i valori correnti cambieranno poiché la forza non è costante. In queste applicazioni, sarà necessario tenere traccia del valore corrente durante il funzionamento dell'attuatore lineare per determinare dove si verifica il valore di forza più elevato. Ci sarà anche un picco di corrente quando l'attuatore inizia a muoversi, questo perché il coefficiente di attrito statico è maggiore del coefficiente di attrito dinamico per gli stessi materiali.

Come misurate l'assorbimento di corrente? 

Per misurare l'assorbimento di corrente del tuo file attuatore lineare, sono disponibili alcuni metodi tra cui scegliere. La soluzione più semplice è utilizzare un multimetro, configurato per leggere Ampere, in serie con uno dei cavi dell'attuatore lineare, quindi tracciare l'assorbimento di corrente mentre l'attuatore si muove. Quando l'attuatore si sposta, l'assorbimento corrente verrà visualizzato sul multimetro affinché tu possa tracciarlo. Un'altra opzione è usare un file sensore di corrente che, come con il multimetro, sarà collegato in serie ad uno dei conduttori dell'attuatore lineare. A differenza del multimetro, il sensore di corrente non avrà un display che si può semplicemente leggere, sarà necessario misurare l'uscita di tensione analogica del sensore, che aumenta con valori di corrente maggiori, per misurare la corrente. Molto probabilmente sarà necessario utilizzare un microcontrollore per leggere questo valore analogico e convertirlo in una lettura di corrente effettiva utilizzando il valore di sensibilità del sensore. Sebbene ci sia una configurazione aggiuntiva con l'utilizzo di un sensore di corrente, ha il vantaggio che il microcontrollore può misurare e salvare costantemente la lettura dell'assorbimento di corrente molto più velocemente di quanto possa fare un essere umano.

Sensore di corrente ad effetto Hall

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