ZET 7010 DS — цифровой датчик малых деформаций (с интегрированным тензорезистором) предназначен для контроля бетонных конструкций на растяжение и применяется в системах мониторинга инженерных конструкций СМИК.
Эти датчики могут использоваться в стационарных и мобильных комплексах СМИК.
Цифровой тензодатчик применяется для оценки напряженно деформированного состояния и выдачи предупреждающего сигнала при превышении упругой зоны деформации и переходе в зону необратимой деформации.
Цифровые тензодатчики ZET 7010 DS изготавливаются в промышленном герметичном корпусе для защиты от пыли и влаги и повышения ударной стойкости.
Цифровой датчик ZET 7010 DS позволяет проводить косвенные измерения, связанные с деформацией (изгиб, кручение, сила). Стоит отметить, что в этом случае чувствительность определяется с помощью проведения калибровки непосредственно на месте эксплуатации оборудования. Поправочный коэффициент вводится через программу «Формула» из состава ПО ZETLAB.
Система мониторинга напряженно-деформированного состояния (НДС) и смещения точек инженерно-технических конструкций входит в состав Системы мониторинга инженерных конструкций (СМИК) и реализуется на базе цифровых тензометрических датчиков 7010 DS — деформометров, которые являются средством измерения.
— Испытания на растяжение
— Интерфейс передачи данных RS 485
— Возможна организация беспроводных каналов передачи данных LoRaWAN или NB-IoT
— Элемент СМИК
— Самодиагностика
Метод расчета
Входные данные преобразуются в результирующую величину или по линейному закону с наклоном, заданным в виде коэффициента передачи или по кусочно-линейному закону по калибровочной таблице
Синхронизация
Преобразователь интерфейса синхронизирует цифровые датчики между собой. Это позволяет наблюдать взаимодействие в различных точках (расположение цифровых датчиков) обьекта и строить эпюры.
Принцип работы цифровых тензодатчиков ZET 7010 DS
Цифровой тензометрический датчик ZET 7010 DS состоит из первичного преобразователя и цифрового измерительного модуля ZET 7010.
Каждый цифровой тензометрический датчик может конфигурироваться индивидуально в соответствии с предъявляемыми к измерению требованиями. Конфигурация сохраняется во флэш- памяти измерительного модуля ZET 7010, таким образом, использование цифровых датчиков деформации позволяет приступить к измерениям без дополнительной обработки и настройки.
Цифровые тензометрические датчики ZET 7010 DS имеют 2 четырехконтактных разъема FQ14-4ZK-S для подключения к измерительной сети (в комплект поставки входит ответный разъем).
Датчики крепятся на объекте измерений, а интерфейсные модули которые обеспечивают передачу информации располагаются в электротехнических шкафах.
Электротехнический шкаф ZETLAB значительно меньше аналогового, а преимуществом модулей ZETSENSOR является легкий монтаж и демонтаж, а так же индикация питания и передача сигнала, что в свою очередь облегчает диагностику системы на объекте.
Крепление цифровых тензодатчиков ZET 7010 DS
Для контроля деформации на объекте измерений необходимо закрепить датчик таким образом, чтобы ось крепления датчика совпадала с направлением контролируемой деформации.
Датчик крепится на объекте измерений по двум точкам через отверстие Ш8,5 мм на одной стороне датчика и паз шириной 8,5 мм на другой стороне датчика позволяющий производить крепление датчика с базовым расстоянием 180±5 мм.
Установку датчика следует производить на элементы конструкции испытывающие растяжение, в момент максимально разгруженного их состояния. При установке датчика необходимо обеспечить небольшое предварительное натяжение чувствительной поверхности. Для этого после фиксации одного из узлов крепления датчика, необходимо приложить усилие 10…30 Н (1…3 кг) в сторону второго узла крепления, после чего зафиксировать второй узел крепления.
При установке датчиков на бетонные поверхности следует использовать анкерные шпильки либо анкера с внутренней резьбой М8.
Установку на металлические поверхности производить на приварные шпильки М8, либо болтами М8 к крепежным отверстиям.
При креплении датчиков ZET7010 DS необходимо обеспечить надежную фиксацию в точках их крепления для исключения проскальзывания, для чего рекомендуется использовать шайбы стопорные зубчатые DIN 6798 A (внешние зубцы) «М8».
При измерении деформации в пределах 300 мкм/м узлы крепления датчика испытывают нагрузку до 1500 Н (150 кг), необходимо обеспечивать достаточное усилие затяжки болтов для исключения проскальзывания в узлах крепления.
Датчик рассчитан на измерение деформации вида «растяжения», появление в зоне установки датчика деформаций вида «изгиб» и «кручение» будет вносить в измерение не учитываемую погрешность.
Влияние температуры на показания цифровых тензодатчиков ZET 7010 DS
При изменении температуры в пределах 20 °С, показания датчика меняются в пределах 10 мкм/м. Пример — испытания цифрового датчика ZET 7110 DS, который был установлен на стальной швеллер:
Правила применения во взрывоопасных зонах цифровых тензодатчиков ZET 7010 DS
При использовании цифровых датчиков во взрывоопасных зонах следует руководствоваться ГОСТ 22782.5-78 и ГОСТ 30852.10-2002.
Размещать во взрывоопасных зонах допускается цифровые датчики, которые предназначены для использования во взрывоопасных зонах и имеют соответствующую маркировку на корпусе 0ExiaIICT6 Х.
Для связи по каналам передачи данных и цепям электропитания цепи цифровых датчиков, располагаемых во взрывоопасных зонах должны подключаться к преобразователям интерфейса и источникам питания через барьеры искробезопасности, размещаемые во взрывобезопасных зонах. Типовая схема соединений при подключении цифровых датчиков, размещаемых во взрывоопасных зонах приведена на рисунке, а рекомендуемые типы барьеров искробезопасности в таблице.
Схема измерительной сети цифровых тензодатчиков ZET 7010 DS
При построении измерительной сети датчики ZET 7010 DS подключаются последовательно, получившаяся измерительная цепочка подключается к компьютеру с помощью преобразователя интерфейсов ZET 7070 (RS-485 ↔ USB) либо ZET 7076 (RS-485 ↔ Ethernet).
Количество подключаемых датчиков к модулю ZET 7070 без использования внешнего блока питания — не более 2, с использованием — 60.
Передача данных от датчиков ZET 7010 DS может быть организована по средствам беспроводных интерфейсов связи по протоколам LoRaWAN или NB-IoT с использованием устройств сбора и передачи данных УСПД ZET 7000 LoRaWAN или УСПД ZET 7000 NB-IoT соответственно.
Программное обеспечение ZETLAB поддерживает подключение до 200 цифровых датчиков к одному компьютеру. Измерительные сети также могут подключаться к любой системе, использующей протокол Modbus по интерфейсу RS-485.
Для визуализации измеренных значений используются программы «Вольтметр постоянного тока», «Многоканальный самописец» и др., входящие в состав программного обеспечения ZETLAB SENSOR (поставляется с интерфейсными модулями). При необходимости визуализации большого количества измерительных каналов используется программа Многоканальная измерительная система. В зависимости от настройки программы, результатами измерений может быть сила, вес, перемещение, крутящий момент и другие параметры.
Управление цифровыми тензодатчиками ZET 7010 DS
При выпуске цифровых датчиков все необходимые настройки сохраняются в памяти измерительного модуля ZET 7010 DS. При необходимости самостоятельно настроить цифровой датчик, например, при периодической поверке, это можно сделать, подключить устройство к компьютеру с помощью преобразователя интерфейса ZET 7070 и запустив программу «Диспетчер устройcтв».
Далее следует общее описание конфигурирования тензометрических цифровых датчиков с указанием значений для модулей типа DS, в которых используется мостовая схема подключения тензорезисторов.
Система «УМНЫЙ ДОМ» использование цифровых тензодатчиков ZET 7010 DS в системе
Автоматизация дома получает все большую популярность в нашей жизни. Это единый комплекс, управляющий всеми устройствами жилого или офисного здания. Датчики для системы «Умный дом» обязательно включают протоколом MODBUS RTU (RS 485). Их задача – обеспечивать процесс функционирования и передавать сигнал о включении и выключении оборудованию, объединенному к системе автоматизации зданий. Цифровой тензодатчик ZET 7010 DS для системы «Умный дом» может успешно применяться в решении важных задач без участия человека.
Технические характеристики цифровых тензодатчиков ZET 7010 DS
| МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
| Измеряемый параметр |
деформация, микронапряжение (механическое напряжение) |
| Тип датчика |
со встроенным чувствительным элементом |
| Диапазон измерений |
0…1600 мкм/м |
| Диапазон измерений без использования монтажных пластин |
0…300 мкм/м |
| Диапазон измерений при использовании монтажных пластин (в разных точках крепления) |
0…600 мкм/м
0…1100 мкм/м
0…1600 мкм/м |
Порог чувствительности по диапазонам, мкм/м:
от 0 до 300
от 0 до 600;
от 0 до 1100;
от 0 до 1600. |
2 мкм/м
4 мкм/м
8 мкм/м
12 мкм/м |
| Влияние температуры на чувствительность, на 10 °С (от диапазона измерения) |
2 % |
| Дрейф нуля за 24 часа |
0,5 % |
| Восстанавливающая сила |
1500 Н |
| Разрушающая деформация (без использования монтажных пластин) |
500 мкм/м |
| ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
| Интерфейс передачи данных |
RS-485 |
| Скорость обмена |
4800, 9600, 14400, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с |
| Частота обновления данных |
1, 10, 100 Гц |
| Контроль чётности |
0 — нет контроля, 1 — есть контроль (нечётность, ODD) |
| Протокол обмена |
Modbus RTU |
| Дополнительный функционал |
Встроенный датчик температуры
значение вычитывается из регистра по протоколу Modbus |
| ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
| Габаритные размеры |
197×56×30 мм |
| Масса |
300 г |
| Питание устройства |
от 9 до 24 В |
| Потребляемая мощность |
0,5 Вт |
| Защита от переполюсовки |
есть |
| Температурный диапазон эксплуатации |
от -40 до +100 °С |
| Исполнение |
Стандартное (степень защиты IP63)
Взрывозащищённое* (взрывозащита типа 0ЕхiaIICT6 Х (IP65)) |
| ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ ЭМС |
| МЭК 61000-4-2 (IEC 61000-4-2), ESD |
контакт 8 кВ, воздух 15 кВ |
| МЭК 61000-4-4 (IEC 61000-4-4), EFT |
питание 4 кВ, сигнал 2 кВ |
| МЭК 61000-4-5 (IEC 61000-4-5), Surge |
4000 В |
Контроль по четности в режиме EVEN (четный) не поддерживается. Modbus ASCII не поддерживается.
* Стоимость рассчитывается индивидуально
Базовая комплектация цифровых тензодатчиков ZET 7010 DS
В базовый комплект поставки тензометрического датчика входит:
— цифровой датчик ZET 7010 DS;
— разъем на кабель FQ14-4TJ-7 (2 шт.);
— патрубок пружинный к разъему 7 мм (2 шт.);
— пластины монтажные*;
— комплект крепежа № 3 для ZET 7х10 DS;
— комплект эксплуатационной документации.
* Монтажные пластины предназначены для крепления цифровых датчиков на металлические поверхности.
Поставляются по дополнительному запросу.
