การประมวลสัญญาณความเครียดจาก การวิเคราะห์เชิงไฟไนต์เอลิเมนต์ของโหลดเซลรูปวงแหวนกลม
Strain Signal Processing from Finite Element Analysis of Circular Ring Load Cell

ฐิตะพล หุยะนันท์
ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร กรุงเทพฯ 10530
ติดต่อ: โทรศัพท์: 0-2988-3655, โทรสาร: 0-2988-3666 ต่อ 3106
E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

Manuscript received April 15, 2019
Revised June 5, 2019

บทคัดย่อ
บทความนี้นำเสนอการจำลองเชิงไฟไนต์เอลิเมนต์ของโหลดเซลรูปวงแหวนกลมจากวัสดุ Al6061 ภายใต้การรับแรงแบบสองแกน ผลเฉลยที่ได้จากแต่ละตำแหน่งอ้างอิงเชิงมุมที่เหมาะสมสำหรับติดตั้งสเตรนเกจตามงานล่าสุดของ Huyanan ถูกนำมาใช้ประมวลสร้างสัญญาณความเครียดเฉลี่ยที่เป็นสัดส่วนกับแรงองค์ประกอบที่วัดได้ของแต่ละแกน ผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็นว่า สัญญาณความเครียดเฉลี่ยแต่ละแกนตอบสนองอย่างเป็นเชิงเส้นต่อแรงองค์ประกอบที่วัดได้ตามสมการถดถอยเชิงเส้นทั้งสองที่นำเสนอด้วยค่าสัมประสิทธิ์แสดงการตัดสินใจไม่ต่ำกว่า 0.9985 ทั้งยังพบว่า ค่า Sensitivity ในการวัดแรงตามแนวสัมผัสและการวัดในแรงแนวรัศมีเท่ากับ 1.4538 0.0179 N/με และ 2.7120 0.0381 N/με ตามลำดับ ค่าความคลาดเคลื่อนเมื่อเทียบสัญญาณที่ได้จากการวัดของโหลดริงที่นำเสนอกับ Input signal มีค่าน้อยกว่า Background noise signal ที่วิเคราะห์ได้ ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าการดำเนินงานวิจัยนี้บรรลุความสำเร็จตามจุดประสงค์

คำสำคัญ : โหลดเซลรูปวงแหวนกลม เครื่องมือวัดแรง การประมวลสัญญาณความเครียด การวิเคราะห์เชิงไฟไนต์เอลิเมนต์

ABSTRACT
This paper presents the finite element simulations of Al6061 circular ring load cell under two-force loading. The solution taken from each appropriated angular position for installing strain gauges based on Huyanan’s recent work was processed to generate an average strain signal proportional to a measured force component in each axis. The outcome shows that each average strain signal linearly responses to its measured force component as proposed in both linear regression equations with the coefficients of determination not less than 0.9985. In addition, it also shows that both sensitivities of tangential force measurement and radial force measurement are 1.4538 0.0179 N/με and 2.7120 0.0381 N/με in respectively. The comparative error of measured signal from the proposed load ring to the input signal is lower than the analysed background signal. Thus, it can be concluded that this work is successfully conducted to achieve its aim.

Keywords: Circular ring load cell, Force transducer, Strain signal processing, Finite element analysis.

pdf01pdf File Size: 1.81 MB 

mutengineer@gmail.com

Mahanakorn University of Technology

140 Moo 1, Cheum-Sampan Road, Nongchok, Bangkok, Thailand 10530

Tel: +(662)988-3655  Fax: +(662)988-4027

designed by sutit.ongart@gmail.com