3B Scientific Force Sensor User Manual [en, de, es, fr, it]
3B SCIENTIFIC® PHYSICS
Kraftsensor ± 50 N U11354
Bedienungsanleitung
08/08 Hh
1. Sicherheitshinweise
• Um dauerhafte Beschädigungen der eingebau-
ten Wägezelle zu vermeiden, ein maximale
Krafteinwirkung von ± 150 N nicht überschreiten!
• Das Sensorelement aus keiner größeren Höhe
als maximal 1 m auf einen harten Untergrund
fallen lassen!
• Den Kraftsensor ± 50 N nur für Ausbildungs-
zwecke einsetzen!
Der Kraftsensor ± 50 N ist nicht für Sicherheitsrelevate Anwendungen geeignet!
2. Beschreibung
Sensorbox mit eingebauter Wägezelle und einem
Kraftaufnehmer nach dem Dehnungsmessstreifen
(DMS)-Verfahren.
Auswahl der beiden Messbereiche ± 5 N und ± 50
N mittels Drucktasten.
Signalisierung des gewählten Messbereichs durch
eine Leuchtdiode neben der Taste.
Zusätzliche Tara-Funktion (Kompensation) in beiden Messbereichen.
Beigefügte gewinkelte Stativstange ermöglicht
rechtwinklig versetzte Sensorboxmontagen.
Beigefügter Schraubhaken mit M4-Gewinde gegen
andere M4-Verschraubungen austaschbar.
Die Sensorbox besitzt eine automatische Erkennung
durch das 3B NETlog
1 Kraftsensor ± 50 N
1 Winkel-Stativstange 90 °,
l
= 150 mm, l2 = 95 mm, d = 12 mm
1
1 Schraubhaken M4, d
1 miniDIN-Anschlusskabel 8-pin, 60 cm lang
1 Bedienungsanleitung
TM
.
3. Lieferumfang
= 20 mm
Öse
1
4. Technische Daten
7. Versuchsbeispiel
Messbereiche: 0 ... ±5 N,
0 ... ± 50 N
Sensortyp: Wägezelle mit Deh-
nungsmessstreifen (DMS)
Nichtlinearität: typ. ± 0,04 % vom ge-
samten Messbereich
Auflösung: 0,01 N im 5 N-Bereich,
0,1 N im 50 N-Bereich
Kompensation (Tara): max. ± 50 N
Max. Frequenz: typ. 20 Hz
Max. verwendbarer
Stativstangendurchmesser: 13 mm
5. Bedienung
• Die Sensorbox in der Nähe des Experiments
platzieren und den erwarteten Kräften entsprechend befestigen; hierzu gfs. die beigefügte Winkel-Stativstange verwenden.
• Gfs. den Schraubhaken einschrauben - oder
ausschrauben und durch eine andere Kraftaufnahme ersetzen.
• Die Sensorbox mit dem beigefügten miniDIN-
Kabel in einem der beiden analogen Eingänge
(A oder B) des 3B NETlog
• Sensorerkennung („Probe Detect“) abwarten.
• Messbereich auswählen.
• Gfs. für eine Kompensation die Tara-Taste
TM
einstecken.
betätigen.
Die Kompensation ist von der Gebrauchslage des
Kraftsensors abhängig und muss für jeden veränderten Aufbau erneut durchgeführt werden!
• Die Kraftmessung durchführen und im Display
des 3B NETlog
TM
den Messwert der Kraft able-
sen.
6. Anwendungen
Messung einfacher harmonischer Schwingungen
Beobachtung von Reibungskräften
Untersuchungen des Hook’schen Gesetzes
Erfassung der Kräfte auf einem Wagen der Rollen-
fahrbahn
Untersuchung der Kräfte in Flaschenzügen
Messung der Beschleunigung in einem gedämpftschwingenden Feder-Masse-System
Benötigte Geräte:
1 3B NETlog
1 3B NETlab
TM
U11300
TM
U11310
1 Kraftsensor ± 50 N U11354
1 Stativfuß U13270
1 Stativstange, 750 mm lang U15003
1 Schraubenfeder 5 N/m U8401010
1 Wägestück 100 g, aus U30016
• Versuchsaufbau gemäß Fig. 1.
• 3B NETlab
TM
-Anwendung (Template) zum Expe-
riment mit dem Kraftsensor ± 50 N öffnen.
• Wägestück in die Schraubenfeder und diese in
den Kraftsensor ± 50 N einhängen. Darauf achten, dass der Schwingungsvorgang im Bewegungsablauf nicht behindert wird.
• Anschlusskabel des Kraftsensor ± 50 N wie in
Fig. 1 gezeigt über den Sensor legen und um
die Stativstange schlingen.
• Wägestück per Hand an der Schraubenfeder
beruhigen.
• Den Messbereich ± 5 N wählen.
• Tara-Taste des Kraftsensor ± 50 N betätigen
und die Null-Anzeige im Display des 3B NET-
TM
log
kontrollieren.
• Wägestück händisch bis zum Niveau des Stativ-
fußes ziehen und loslassen.
• In 3B NETlab
TM
die Messkurvenaufnahme star-
ten (Fig. 2).
• Messkurve auswerten.
2
Fig. 1 Messung der Schwingungen in einem schwach gedämpften Feder-Masse-System
Fig. 2 Bildschirmdarstellung einer schwach gedämpften Feder-Masse-Schwingung in 3B NETlabTM (U11310)
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Deutschland • www.3bscientific.com
Technische Änderungen vorbehalten
© Copyright 2008 3B Scientific GmbH
3B SCIENTIFIC® PHYSICS
Force Sensor, ± 50 N U11354
Instruction Sheet
08/08 Hh
1. Safety instructions
• To avoid permanent damage to the integrated
load cell, do not exceed the maximum
permitted applied force of ± 150 N!
• Do not allow the sensor unit to fall onto a hard
surface from a height greater than 1 m!
• The ± 150 N force sensor must only be used for
educational purposes!
The ± 150 N force sensor is not suitable for safetyrelated applications!
2. Description
Sensor box incorporating a load cell and a force
sensor working on the foil strain-gauge principle.
Push-buttons allow a choice between two
measurement ranges, ± 5 N and ± 50 N.
The measurement range selected is indicated by an
LED beside the relevant button.
A tare function (compensation of the no-load
reading) is provided for both measurement ranges.
The bent clamping rod that is provided allows the
sensor box to be mounted at 90°.
The screw hook with M4 thread that is provided
can be replaced by any other attachment with an
M4 thread.
The sensor box is designed to be recognised
automatically by the 3B NETlog
3. Equipment supplied
1 Force sensor, ± 50 N
1 Clamping rod with 90° bend,
l
= 150 mm, l2 = 95 mm, d = 12 mm
1
1 Screw hook with M4 thread, eye diameter
20 mm
1 8-pin mini-DIN connecting cable, length 60 cm
1 Instruction sheet
TM
.
1
4. Technical data
7. Sample experiments
Measurement ranges: 0 ... ± 5 N,
0 ... ± 50 N
Sensor type: load cell with foil strain-
gauge
Non-linearity: typically ± 0.04% of total
measurement range
Resolution: 0.01 N in 5 N range
0.1 N in 50 N range
Tare compensation: max. ± 50 N
Max. frequency: typically 20 Hz
Max. diameter of
supporting rod: 13 mm
5. Operation
• Place the sensor box near the experiment and
connect it to the point that will apply the
forces; if necessary use the bent clamping rod.
• Screw in the threaded hook if appropriate, or
alternatively replace it by another attachment
for applying force.
• Connect the sensor box to one of the two
analogue inputs (A or B) of the 3B NETlog
TM
using the mini-DIN cable provided.
• Wait for the sensor recognition message
(“Probe Detect”).
• Choose the appropriate measurement range.
• If necessary, press the tare button to apply
compensation.
The tare compensation depends on the position in
which the force sensor is used, and it must be reset
for each new experimental set-up!
• Carry out the force measurement and read the
force value in the display of the 3B NETlog
TM
.
6. Applications
Measurements on simple harmonic oscillations.
Observation of frictional forces.
Investigations of Hooke’s Law.
Measuring the forces on a truck on a track.
Investigation of the forces in pulley systems.
Measuring the acceleration in a damped massand-spring oscillating system
Equipment needed:
1 3B NETlog
1 3B NETlab
TM
U11300
TM
U11310
1 Force sensor, ± 50 N U11354
1 Tripod stand U13270
1 Stainless steel rod, 750 mm U15003
1 Helical spring, 5 N/m U8401010
1 100 g weight, from set of weights U30016
• Set up the experiment as shown in fig. 1.
• On the 3B NETlab
TM
, open the application
(template) for the experiment with the ± 50 N
force sensor.
• Attach the weight to the helical spring and
hang the spring on the force sensor. Ensure
that there is nothing hindering the oscillation
motion.
• Pass the connecting cable of the force sensor
over the sensor and coil it around the stand as
shown in Figure 1.
• Steady the weight by hand so that it is
motionless on the helical spring.
• Select the ± 5 N measurement range.
• Press the tare button of the force sensor and
set the pointer to zero in the display of the
3B NETlog
• Pull the weight down manually to the level of
TM
.
the stand base and release it.
• Start the recording of the force curve on the
3B NETlab
• Interpret and evaluate the curve.
TM
(see fig. 2).
2
Fig. 1 Measuring the oscillations of a weakly-damped mass-and-spring system
Fig. 2 Oscillations of a weakly-damped mass-and-spring system displayed on the screen of the 3B NETlabTM (U11310)
3B Scientific GmbH • Rudorffweg 8 • 21031 Hamburg • Germany • www.3bscientific.com
Subject to technical amendments.
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