你不应该已经知道吗?
当选择一个 线性执行器 对于任何项目,您应该始终确定线性执行器所需的力的估计值,因为这是为您的项目选择合适的执行器的关键因素。但是 确定这些估计值的计算可能很复杂 并受到测量和舍入误差的影响。虽然某些应用可能很简单,例如上下推动物体,但当您需要考虑其他力(例如难以识别的摩擦力)时,它会变得更加复杂,因为精确的摩擦系数很难确定并且容易出错。还有一些应用需要改变力角度,例如打开舱门,这意味着执行器所需的力将在其操作过程中发生变化。即使与我们的 线性执行器计算器 帮助您进行计算,如果您在实际构建项目时稍微改变安装位置,它将改变线性执行器所需传递的力。
你为什么想知道?
除了基本的好奇心之外,还有一些实际原因让您想知道线性执行器所传递的确切力。首先,您可能需要知道为解决设计问题而传递的确切力。这可能包括线性致动器无法移动所需负载到线性致动器移动速度慢于所需速度。对于后一问题,您可以使用速度与负载性能图(如下图所示)来了解给定负载下执行器的速度将如何变化。如下图所示,线性执行器的速度受负载影响的程度将根据您选择的线性执行器而有所不同。
其次,如果您关心线性执行器的使用寿命,您可能想知道线性执行器提供的确切力。虽然线性执行器额定可传递最大力,但越接近极限,该执行器的预期寿命就越短。这仅仅是因为所需的更大的力将导致执行器的部件承受更大的应力。如果您测量执行器传递的力并且接近执行器的额定负载,您可以考虑升级到 更高额定力执行器 以提高预期寿命。
最后,如果您的系统耗尽电池电量,您可能想知道线性执行器提供的确切力。这是因为线性执行器传递的力越大,它消耗的功率就越大,这会更快地耗尽电池。如下节中的电流与负载性能图表所示,使用更大力的执行器将导致给定负载的电流消耗减少。您还可以考虑从 12V 执行器更改为 24V 执行器,因为与 12V 执行器相比,24V 执行器在给定负载下的电流消耗更低。
如何准确测量所传递的力?
为了测量线性执行器传递的力,我们可以测量线性执行器移动时的电流消耗。由于执行器消耗的功率与执行器传递的力有关,并且电压将保持一致(12V 或 24V),因此电流消耗将随着力的增加而线性增加。这可以在下面的电流与负载性能图表中看到。测量电流消耗后,您可以使用电流 VS 负载性能图来估计线性执行器传递的力。这不是一个完美的解决方案,仍然可能会出现错误,但它是一个很好的解决方案,可以估计所传递的力,您可以将其与设计计算进行比较。这也是一个足够简单的解决方案,您无需大幅更改设计即可估计所传递的力。
在沿一个轴移动物体(即不改变角度)的应用中,一旦移动,当前值应该有点稳定,因为在这些应用中力应该恒定。在类似舱口的应用中,即随着角度的变化,当前值将发生变化,因为力不是恒定的。在这些应用中,您需要在线性执行器的整个操作过程中跟踪当前值,以确定最高力值出现的位置。当执行器开始移动时也会出现电流尖峰,这是因为相同材料的静摩擦系数大于动摩擦系数。
如何测量电流消耗?
测量您的电流消耗 线性执行器,有几种方法可供选择。最基本的解决方案是使用万用表,设置为读取安培,与线性执行器的一根引线串联,然后跟踪执行器移动时的电流消耗。当执行器移动时,电流消耗将显示在万用表上,供您跟踪。另一种选择是使用 电流传感器 与万用表一样,它将与线性致动器的一根引线串联。与万用表不同,电流传感器没有可以简单读取的显示屏,您需要测量传感器的模拟电压输出(该输出随着电流值的增加而增加)来测量电流。您很可能需要使用微控制器来读取该模拟值,并使用传感器的灵敏度值将其转换为实际电流读数。虽然使用电流传感器需要进行额外的设置,但它确实具有以下优点:微控制器可以比人类更快地持续测量和保存电流消耗读数。