picture of SFT Technology High-Precision Weighing

Smart Force Transducer Technologie

picture of SFT Technology High-Precision Weighing

Wie die SFT-Technologie von Coperion K-Tron hochpräzises Wiegen – auch in schwierigen Werksumgebungen – ermöglicht.

Eine Differential-Dosierwaage in einem typischen Anlagenumfeld. Die Förderstärke wird gesteuert, indem das ganze Dosiersystem kontinuierlich gewogen und anschließend seine Gewichtverlustrate geregelt wird. In der obigen Gegenüberstellung von Gewicht des Dosiersystems und Zeit wird die gewünschte Dosierleistung durch die Änderung des Systemgewichts pro Zeiteinheit oder einfach durch die Neigung der Einstellpunktlinie dargestellt. Die auf das Wägesystem einwirkende unbekannte Last besteht aus dem tatsächlichen Systemgewicht und einer variablen Kraft, die durch anlagenbedingte Schwingungen entsteht.

load measurement graphic

Number 1 graphicLastmessung: Die im Gesamten anliegende Kraft (A) verursacht eine Resonanzfrequenzänderung des Drahts (B) (Messbereich 10–15 kHz) Das Signal (C) wird in eine Rechteckwelle konvertiert (D).


Impulse Counting graphic

Number 2 graphicImpulszählung: Die Impulszählung beginnt am linken Ende einer Rechteckwelle und wird solange fortgesetzt, bis das erste, linke Ende der nächsten Samplegruppe erkannt wird. Während eines jeden Messintervalls werden Drahtschwingungszählungen in einem Register aufgezeichnet. Die Schrittpulse werden gleichzeitig in unterschiedlichen Registern aufgezeichnet. Um verlustfreie Daten zu erhalten, löst das erkannte Ende einer Samplegruppe den Eintrag der gesamten Impulszählung und der verstrichenen Zeit in das Erfassungsregister aus. Danach beginnt eine neue Samplegruppe.


Frequency Calculation graphic

Number 3 graphicFrequenzberechnung: Während die Zählung in den Hauptregistern lückenlos durchläuft, ermittelt ein Onboard-Mikrocomputer die Frequenz jeder Samplegruppe für die hochauflösende Fließkommaberechnung in 32-bit.


Temperature Compensation graphic

Number 4 graphicTemperaturausgleich: Die Temperaturabhängigkeit, die auf dem Verhältnis von Last und Frequenz beruht, wird durch eine sorgfältige Auswahl des Materials minimiert, aus dem der Draht und weitere sensorische Komponenten hergestellt werden. Die äußerst geringen verbleibenden Temperaturauswirkungen werden mathematisch ausgeglichen, und zwar durch Anwendung von Null- und Bereichskoeffizienten, die bei der Herstellung bestimmt und im SFT-EEPROM aufgezeichnet werden. Ein hoch empfindlicher Temperaturfühler ist thermisch mit dem Drahtsystem gekoppelt. Die Ausgabefrequenz liegt zwischen 18 und 30 KHz. Die Messung der Temperatur erfolgt in hohem Maße linear und die Auflösung ist höher als 0,001°C.


Linearization graphic

Number 5 graphicLinearisierung: Zwischen der einwirkenden Last und der Drahtfrequenz besteht eine beinahe parabolische Beziehung, wobei sich die Drahtfrequenz proportional zur Quadratwurzel der einwirkenden Last verhält. Die Polynomkoeffizienten für die Linearisierung werden bei der Herstellung für jedes SFT bestimmt und in einem SFT-EEPROM-Speicher aufgezeichnet. Die Koeffizienten bleiben während der ganzen Lebensdauer des Messfühlers gültig, so dass sich periodische Neukalibrierungen erübrigen.


Digital Filtering graphic

Number 6 graphicDigitalfilterung: Der kontinuierliche Strom von Gewichtsproben wird anschließend digital gefiltert. Der digitale Filter kann – in Abhängigkeit von der individuellen Konfiguration des Dosiergeräts – auf verschiedene Grenzfrequenzen abgestimmt werden (0,1–10 Hz).


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