Tecsis F9303 User manual

Kraft Druck Temperatur Schalten Service
Force Pressure Temperature Switch Service
Betriebsanleitung
Operating manual
BD_BE 915 a
F9303/F93C3
Einpress-Sensor mit integriertem
Verstärker/
Pressed-In sensor with integrated
amplifier

Betriebsleitung/Operating manual
F9303/F93C3
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werden dürfen.

Betriebsanleitung/Operating manual
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Inhalt
1SICHERHEITSHINWEIS ............................................................................. 5
1.1 BESTIMMUNGSGEMÄßER GEBRAUCH .............................................. 5
1.2 ALLGEMEINE GEFAHREN BEI NICHTBEACHTEN DER
SICHERHEITSHINWEISE ........................................................................... 5
1.3 RESTGEFAHREN............................................................................ 5
1.4 VERBOT VON EIGENMÄCHTIGEN UMBAUTEN UND VERÄNDERUNGEN.. 6
1.5 QUALIFIZIERTES PERSONAL ........................................................... 6
1.6 BEDINGUNGEN AM BETRIEBSORT ................................................... 6
1.7 WARTUNG .................................................................................... 6
1.8 UNFALLVERHÜTUNG ...................................................................... 7
2LIEFERUMFANG ........................................................................................ 7
3EINSATZBEREICH UND ANWENDUNGSHINWEISE ............................... 7
4AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE ............................................................ 8
4.1 MESSELEMENT.............................................................................. 8
4.2 MESSVORGANG UND AUSGANGSSIGNAL ......................................... 8
5BEDINGUNGEN AM EINSATZORT ........................................................... 9
5.1 UMGEBUNGSTEMPERATUR............................................................. 9
5.2 FEUCHTIGKEITS-UND KORROSIONSSCHUTZ.................................... 9
5.3 ABLAGERUNGEN ........................................................................... 9
6MECHANISCHE EINBAUBEDINGUNGEN VON EINPRESS-SENSORN10
6.1 VORKEHRUNGEN BEI DER MONTAGE............................................. 10
6.2 ALLGEMEINE EINBAURICHTLINIEN ................................................. 12
7ELEKTRISCHER ANSCHLUSS................................................................ 13
8TECHNISCHE DATEN .............................................................................. 15
8.1 ZUBEHÖRKABEL .......................................................................... 16
9KONFORMITÄTSERKLÄRUNG............................................................... 17
D

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Content
1SAFETY NOTE.......................................................................................... 19
1.1 USE FOR INTENDED PURPOSE ...................................................... 19
1.2 GENERAL DANGERS IF THE SAFETY INSTRUCTIONS ARE NOT
FOLLOWED ........................................................................................... 19
1.3 RESIDUAL DANGERS .................................................................... 19
1.4 BAN ON UNAUTHORISED CHANGES AND MODIFICATIONS ................. 20
1.5 QUALIFIED STAFF ........................................................................ 20
1.6 OPERATING LOCATION CONDITIONS .............................................. 20
1.7 MAINTENANCE ............................................................................ 20
1.8 ACCIDENT PREVENTION ............................................................... 21
2SCOPE OF DELIVERY ............................................................................. 21
3DEPLOYMENT AREAS AND USAGE INSTRUCTIONS.......................... 21
4DESIGN AND METHOD OF OPERATION ............................................... 22
4.1 MEASURING ELEMENT.................................................................. 22
4.2 MEASURING PROCEDURE AND OUTPUT SIGNAL .............................. 22
5DEPLOYMENT LOCATION CONDITIONS .............................................. 23
5.1 AMBIENT TEMPERATURE .............................................................. 23
5.2 MOISTURE AND CORROSION PROTECTION ..................................... 23
5.3 DEPOSITS................................................................................... 23
6MECHANICAL INSTALLATION CONDITIONS OF PRESSED-IN
SENSORS ........................................................................................................ 24
6.1 PRECAUTIONS TO TAKE DURING ASSEMBLY ................................... 24
6.2 GENERAL INSTALLATION GUIDELINES ............................................ 26
7ELECTRICAL CONNECTION................................................................... 27
8TECHNICAL DATA ................................................................................... 29
8.1 ACCESSORY CABLES ................................................................... 30
9DECLARATION OF CONFORMITY ......................................................... 31
GB

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1 Sicherheitshinweis
1.1 Bestimmungsgemäßer Gebrauch
Die Einpress-Sensoren der Baureihen F9303/F93C3 wurden für
Anwendungen entwickelt, bei denen Verformungen - aufgrund
von äußeren Kräften - in bestehenden Bauteilen gemessen
werden sollen. Durch Einpressen ist eine einfache Montage
gegeben. Nach einem Kalibriervorgang haben die ausgestatteten
Bauteile die Eigenschaften eines Kraftaufnehmers. Die Einpress-
Sensoren sind gemäß den Sicherheitsbestimmungen für
elektronische Messgeräte gebaut und geprüft. Jeder darüber
hinausgehende Gebrauch gilt als nicht bestimmungsgemäß.
Die einwandfreie Funktion und Betriebessicherheit der Einpress-
Sensor kann nur bei Einhaltung der Angaben in der
Betriebsanleitung garantiert werden. Bei der Verwendung sind
zusätzlich die für den jeweiligen Anwendungsfall erforderlichen
Rechts- und Sicherheitsvorschriften zu beachten (z.B. VDE
0100). Sinngemäß gilt dies auch bei Verwendung von Zubehör.
Der Einpress-Sensor ist kein Sicherheitselement im Sinne des
bestimmungsgemäßen Gebrauchs. Der einwandfreie und sichere
Betrieb dieses Einpress-Sensors setzt sachgemäßen Transport,
fachgerechte Lagerung, Aufstellung und Montage sowie
sorgfältige Bedienung und Instandhaltung voraus.
1.2 Allgemeine Gefahren bei Nichtbeachten der
Sicherheitshinweise
Die Einpress-Sensor von tecsis entsprechen dem Stand der
Technik und sind betriebssicher. Von den Einpress-Sensorn
können Restgefahren ausgehen, wenn sie unsachgemäß
eingesetzt oder bedient werden. Jede Person, die mit Aufstellung,
Inbetriebnahme, Wartung oder Reparatur eines Einpress-
Sensors beauftragt ist, muss die Betriebsanleitung und
insbesondere die sicherheitstechnischen Hinweise gelesen und
verstanden haben.
1.3 Restgefahren
Der Leistungs- und Lieferumfang des Einpress-Sensors deckt nur
einen Teilbereich der Kraftmesstechnik ab. Sicherheits-
technische Belange der Kraftmesstechnik sind zusätzlich vom
Anlagenplaner / Ausrüster / Betreiber so zu planen und zu
realisieren, dass Restgefahren minimiert werden. Jeweils
existierende Vorschriften sind zu beachten. Auf Restgefahren im
Zusammenhang mit der Kraftmesstechnik ist hinzuweisen.

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Folgende Symbole kommen in dieser Betriebsanleitung zur
Anwendung:
! Gefahr
Hinweis
1.4 Verbot von eigenmächtigen Umbauten und Veränderungen
Der Einpress-Sensor darf ohne die ausdrückliche Zustimmung
von tecsis weder konstruktiv noch sicherheitstechnisch verändert
oder geöffnet werden. Jede Veränderung schließt eine Haftung
unsererseits für daraus resultierende Schäden aus.
1.5 Qualifiziertes Personal
Diese Einpress-Sensoren sind nur von qualifiziertem Personal
ausschließlich entsprechend der technischen Daten in
Zusammenhang mit den nachstehend ausgeführten Sicherheits-
bestimmungen und Vorschriften einzusetzen. Hierbei sind
zusätzlich die für den jeweiligen Anwendungs-fall erforderlichen
Rechts- und Sicherheitsvorschriften zu beachten. Sinngemäß gilt
dies auch bei Verwendung von Zubehör.
Qualifiziertes Personal sind Personen, die mit Aufstellung,
Montage, Inbetriebsetzung und Betrieb des Produktes vertraut
sind und die über die ihrer Tätigkeit entsprechende
Qualifikationen verfügen.
1.6 Bedingungen am Betriebsort
Schützen Sie den Einpress-Sensor vor mechanischer und
elektrischer Beschädigung.
1.7 Wartung
Der Einpress-Sensor der Baureihen F9303/F93C3 sind
wartungsfrei.
Bei Schweißarbeiten ist der Einpress-Sensor mit einer Kupferlitze
(min. 50 mm2) zu überbrücken, damit keine Schweißströme über
den Einpress-Sensor fließen.

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1.8 Unfallverhütung
Obwohl die angegebene Nenndehnung im Zerstörungs-
bereich ein Mehrfaches vom Messbereichsendwert beträgt,
müssen die einschlägigen Unfallverhütungsvorschriften der
Berufsgenossenschaften berücksichtigt werden.
2 Lieferumfang
Einpress-Sensor, Betriebsanleitung
Ggf.: ATEX BD/BE 914
3 Einsatzbereich und Anwendungshinweise
Die Einpress-Sensoren sind für das Messen statischer und
dynamischer Zug- und / oder Druckkräfte vorgesehen. Der
Einpress-Sensor kann in bestehende Konstruktionen ab einer
Materialstärke von 4 mm und einer Zugfestigkeit > 350 N/mm2
eingesetzt werden. Er eignet sich für den Einsatz an
Konstruktionen mit einer Dehnung von
0,1‰0,25‰.
Die Einpress-Sensoren sind für raue Umweltbedingungen und
harte Anforderungen im Einsatz geeignet. Sie sind wartungsfrei
und können auch an schwer zugänglichen Stellen eingebaut
werden. Durch die Vielfalt an Ausgangssignalen passen sich tecsis
Einpress-Sensoren an viele Einsatzbedingungen an.
Als Präzisions-Messgeräte verlangen die Einpress-Sensoren beim
Transport und der Montage eine sorgfältige Handhabung.
Laststöße (z.B. Aufschlag auf harten Untergrund) können auch im
Messbetrieb zu unerwarteter Überlastung mit bleibenden Schäden
führen.
Die Grenzen für die zulässigen mechanischen, thermischen
und elektrischen Beanspruchungen sind in den
„Technischen Daten“aufgeführt. Sie müssen unbedingt
eingehalten werden.
!

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4 Aufbau und Wirkungsweise
4.1 Messelement
Seit relativ kurzer Zeit gibt es eine innovative
Fertigungsmöglichkeit für Sensoren nach dem DMS-Prinzip. Hier
wird nicht mit geätzten Folien-Dehnungsmessstreifen gearbeitet.
Die gesamte Wheatstonebrücke mit den notwendigen
Abgleichwiderständen und Temperaturkompensation wird in
einem Dünnfilmverfahren auf einem metallischen, topfförmigen
Körper realisiert. Dieser Dünnfilmsensor wird nun mit Hilfe eines
Laserschweißverfahrens in den Einpress-Sensor eingeschweißt.
Der Dünnfilmsensor und die optionale Elektronik werden gegen
Feuchtigkeit und Staub abgedichtet.
4.2 Messvorgang und Ausgangssignal
Wird eine mechanische Konstruktion einer Belastung ausgesetzt,
ändert sich ihre Form. Platziert man an geeigneter Stelle eine
Bohrung, so verformt sich diese ebenfalls. Aus einer runden
Bohrung wird unter Last eine ovale Bohrung. Der eingepresste
Sensor verformt sich in gleicher Weise und erfasst so sehr genau
resultierende Druck-, Zug- oder Schubspannungen. Diese werden
von der eingeschweißten Dünnfilmzelle detektiert. Es werden
Widerstandsänderungen der einzelnen Brückenwiderstände
erzeugt. Wird die Messbrücke nun mit einer Speisespannung
versorgt, erhält man am Brückenausgang ein zur Kraft
proportionales Messsignal. Dieses Signal wird mit Hilfe von
integrierten Verstärkern als normiertes 4-20mA oder 0-10V
Ausgangssignal bereitgestellt werden.

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5 Bedingungen am Einsatzort
5.1 Umgebungstemperatur
Für den Einsatz gilt der im Datenblatt angegebene
Temperaturbereich von -20°C bis +80°C. Außerhalb dieses
Temperaturbereichs sind die spezifizierten Fehlergrenzen nicht
garantiert.
Temperaturgradienten im Einpress-Sensor müssen möglichst
vermieden werden. Einseitige bzw. lokale Erwärmung des
Einpress-Sensors kann zu großen Messfehlern führen.
Die im Datenblatt angegebenen Temperaturfehler beziehen
sich immer auf die gesamte Messeinrichtung bis zum Stecker
oder Kabelende (inklusive integriertem Verstärker).
5.2 Feuchtigkeits- und Korrosionsschutz
Durch die Schutzart IP67 nach EN 60529:1991+A1:2000 /
IEC 529 stellen tropisches Klima und Kondenswasserbildung kein
Problem dar.
Der Einpress-Sensor ist vollständig aus nichtrostendem Stahl
hergestellt. Die Ausführung der Zubehörkabel entspricht ebenfalls
der Schutzart IP67.
5.3 Ablagerungen
Staub, Schmutz und sonstige Gegenstände dürfen sich nicht so
Ablagern, dass sie einen Kraftnebenschluss bilden, da dadurch
das Messsignal verfälscht wird.

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6 Mechanische Einbaubedingungen von Einpress-Sensorn
6.1 Vorkehrungen bei der Montage
Kraftmesseinrichtungen sind empfindliche Messgeräte und
entsprechend sorgsam zu behandeln.
Beim Einbau der Einpress-Sensoren ist auf die Einbaulage und
damit auf die Belastungsrichtung zu achten. Die Sensoren sind
je nach Einsatzfall anhand der Markierung auszurichten:
Zug / Druck Zug / Druck Scherung
Die Sensoren müssen mittels eines geeigneten
Einpresswerkzeuges eingepresst (nicht eingeschlagen!)
werden. Der Stecker darf dabei nicht belastet werden.
Torsionsmomente und Querkräfte verursachen Messfehler und
können den Einpress-Sensor bleibend schädigen. Bei der
Montage ist deshalb darauf zu achten, dass der Einpress-
Sensor von Querkräften und Torsion frei gehalten wird.
Eine Überlastung ist zu jeder Zeit auszuschließen.
Die Passung Bohrung/Einpress-Sensor ist dauerfest ausgelegt.
Die Dehnugen dürfen dabei 250 µε nicht überschreiten.
Die Justierung der Einheit Bauteil/Einpress-Sensor erfolgt mit
dem tecsis-Handprogrammiergerät EPE01.
Aus Platzgründen ist das Typenschild auf der Stirnseite des
Einpress-Sensors angebracht. Die Daten sind ringförmig um
den M12x1-Anschluss angeordnet:

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Baureihe F9303
Typenschild 1
K…………: Seríennummer
mA oder V: 4…20 mA- oder 0…10 V-Ausgang
F9303……: tecsis-Baureihe
Tecsis: Hersteller
CE-Kennzeichnung
Baureihe F93C3 (ATEX)
Typenschild 2
S#K….. : Seríennummer
EEx……: Gerät mit ATEX-Zulassung
F93C3…: tecsis-Baureihe
Tecsis: Hersteller
CE-Kennzeichnung

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6.2 Allgemeine Einbaurichtlinien
Als Einbauort für den Einpress-Sensor sollte ein Stelle im
Bauteil gewählt werden, die sich im Lastfall immer wieder gleich
verformt.
Soll der Sensor ausgetauscht werden, ist die bereits vorhandene
Bohrung nicht wieder zu verwenden, da sie plastisch verformt
ist. Die Benutzung der gleichen Bohrung ist nur zulässig, wenn
eine gehärtete Busche (tecsis-Zubehör) verwendet wird.
Vor der Justierung der Einheit Bauteil/Einpress-Sensor sollte
diese mindestens 3malig mit Grenzlast belastet werden. Dieser
Vorgang „setzt“ das Sytem und führt zu einem stabilen
Nullpunkt.
Zum Ein- und Ausbau des Sensors muss ein angepasstes
Werkzeug verwendet werden. Dieses gehört nicht zum
Lieferumfang. Ein- bzw. Auspresswerkzeug ist in der
nachfolgenden Abbildung skizziert:
!
Sensor unbedingt
einpressen
(nicht einschlagen)!
Fmax 30 kN

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7 Elektrischer Anschluss
Elektrische und magnetische Felder verursachen oft eine
Einkopplung von Störspannungen in den Messkreis. Diese
Störungen gehen in erster Linie von parallel zu den Messleitungen
liegenden Starkstromleitungen aus, aber auch von in der Nähe
befindlichen Schützen oder Elektromotoren. Außerdem können
Störspannungen galvanisch eingekoppelt werden. Das geschieht
insbesondere durch Erdung der Messkette an verschiedenen
Punkten, die nicht dasselbe Potential aufweisen.
Um Einkopplungen von Störungen zu vermeiden beachten
Sie bitte folgende Hinweise:
Verwenden Sie nur abgeschirmte, kapazitätsarme Messkabel
(tecsis-Kabel, siehe Kapitel 8.1, erfüllen diese Bedingungen).
Legen Sie die Messkabel nicht parallel zu Starkstrom- und
Steuerleitungen.
Meiden Sie Streufelder von Transformatoren sowie Motoren und
Schützen.
Einpress-Sensor, Verstärker und Anzeigegerät dürfen nicht
mehrfach geerdet werden. Schließen Sie alle Geräte an den
gleichen Schutzleiter an.
Die Anschlussbelegung des M12x1-Steckers ist –wenn keine
Sonderlösung verinbart wurde –die folgende:.
Ausgang 4..20mA (2-Leitertechnik)
Rundsteckverbinder M12x1, 4-polig
Kabelausgang
940E01
UB+/S+
1
2
4
3
OV/S-
UB / S+
0V / S-
braun
blau
Schirm
Ausgang 0...10V (3-Leitertechnik)
Rundsteckverbinder M12x1, 4-polig
Kabelausgang

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940E04
UB+
1
2
4
3
OV/S-
S+
UB
0V / S-
braun
blau
940E06
Schirm
schwarz
S+
Steckerbelegung M12x1 (4-polig) /
Offenes Kabelende des tecsis Standard-Verbindungskabels (STL 288, schwarz)
elektrischer
Anschluss
4...20 mA (2 –Leiter)
0...10 VDC (3 –Leiter)
Pin
Anschlusskenung
Pin
Anschlusskennung
Versorgung:
UB+
1
braun
1
braun
Versorgung: 0V
3
blau
3
blau
Signal: S+
1
braun
4
schwarz
Signal: S-
3
blau
3
blau
Schirmung
Gewinde M12x1
Schirm
Gewinde
M12x1
Schirm
Der Kabelschirm ist mit der Einpress-Sensormasse
verbunden. Bei den Zubehörkabeln ist der Kabelschirm mit
der Rändelmutter und damit mit der Einpress-Sensormasse
verbunden.
Grundsätzlich können die Messkabel problemlos verlängert
oder gekürzt werden. Beim Verlängern dürfen nur
abgeschirmte und kapazitätsarme Kabel verwendet werden.
Dabei ist auf eine hochwertige Verbindung auch der
Abschirmung zu achten.

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8 Technische Daten
Baureihe
F9303
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Dehnung
0,1‰ 0,25‰
Grenzdehnung
150 % nom
zusammengesetzter Fehler
≤± 2 % v. EW. abhängig von der
Einbausituation
relative Umkehrspanne (Hysterese)
≤± 0,5 % v. EW. abhängig vom umgebenden
Stahl
Kriechen, 30 min. bei nom
< 0,5 % v. EW. Abhängig vom umgebenden
Stahl
Nenntemperaturbereich
-20 °C … +80 °C
Gebrauchstemperaturbereich
-40 °C … +80 °C
-25 °C … +80 °C
Lagerungstemperaturbereich
-40 °C … +85 °C
Temperatureinfluss - Kennwert
- Nullsignal
typ. ±0,5 % v. nom /10K
typ. ±0,5 % v. nom /10K
jew. abhängig von
der Materialpaarung
Vibrationsbeständigkeit
20g, 100h, 50...150 Hz nach
DIN EN 60068-2-6
Schutzart (nach EN 60 529 / IEC 529)
IP 67
Störemission
nach EN 61326
Störfestigkeit
nach EN 61326
Isolationswiderstand
> 5 GΩ / 50 V
elektrische Schutzarten
Verpolungs-, Überspannungs- und
Kurzschlussschutz
Analogausgang
- Ausgangssignal
- Stromaufnahme
- Hilfsenergie
- Bürde
- Einstellzeit
- elektrischer Anschluss
4 … 20 mA; 2-Leiter-Technik;
0 … 10 V; 3-Leiter-Technik
Stromausgang Signalstrom
Spannungsausgang ca. 8 mA
10 … 30 V DC für Stromausgang;
14 … 30 V DC für Spannungsausgang
≤ (UB-6V) / 0,024 A für Stromausgang;
> 10 kΩfür Spannungsausgang
≤ 1 ms (innerh. 10%-90% nom)
Rundsteckverbinder M 12x1, 4-polig
Material des Messkörpers
Edelstahl

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8.1 Zubehörkabel
Kabeldose
M12x1 Stecker
2m
5m
10m
Variante
4 polig mit Kabel
▪
▪
▪
gerade
▪
▪
▪
abgewinkelt

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9 Konformitätserklärung

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taste sample be registered, all rights are reserved.
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of the respective owner.
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descriptions, etc. in this document does not warrant the
assumption even when there is no special distinguishing
feature that such names in the sense of the trade marks
and protection of registered trade marks legislation can be
considered as free and therefore can be used by anybody.
GB

Betriebsanleitung/Operating manual
F9303/F93C3
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1 Safety note
1.1 Use for intended purpose
The pressed-in sensor F9303/F93C3 has been developed for
applications where deformations caused by external forces are to
be measured in existing components. Due to the press-fit
method, installation is simple. After a calibration routine the
existing component is given the properties of a force transducer.
These devices have been constructed and tested in accordance
with the safety regulations for electronic measuring equipment.
Any other usage is deemed to be incorrect.
The pressed-in sensor can only be guaranteed to operate
correctly and safely if the information in the operating instructions
is complied with. The legal and safety regulations that apply to the
respective application must also be observed during use
(e.g. VDE 0100). This also applies to the use of accessories.
The pressed-in sensor is not intended to be used a safety
element. The correct and safe operation of this transducer
depends on correct transportation and proper storage, installation
and assembly and careful operation and maintenance.
1.2 General dangers if the safety instructions are not followed
Pressed-in sensors made by tecsis are manufactured in
accordance with the latest state of technology and are safe during
operation. However, the pressed-in sensor can be the source of
residual danger if they are used or operated improperly.
Any person who is entrusted to install, start up, maintain or repair
a force transducer must have read and understood the operating
instructions, particularly the technical safety instructions.
1.3 Residual dangers
The performance and scope of delivery of the transducer only
cover a sub-area of force measuring technology. The technical
safety aspects of force measuring technology must also be
planned and implemented by the system planner / equipper /
operator in such a way that residual dangers are minimised. The
existing regulations must be complied with. Residual dangers
associated with force measuring technology must be pointed out.

Betriebsleitung/Operating manual
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20 BD_BE 915 a www.tecsis.de
The following symbols are used in these operating instructions:
! Danger
Note
1.4 Ban on unauthorised changes and modifications
The pressed-in sensor must not be modified from a structural or
technical safety point of view or opened without the express
permission of tecsis. Any modifications cancel our liability for any
resulting damage.
1.5 Qualified staff
These pressed-in sensors must only be used by qualified staff in
accordance with the technical data in connection with the safety
requirements and regulations mentioned in the following. The
legal and safety require-ments for the respective application must
also be observed.
This also applies to the use of accessories.
Qualified staff are persons who are familiar with the installation,
assembly, start-up and operation of the product and have the
qualifications to carry out their work.
1.6 Operating location conditions
The pressed-in sensor must be protected from mechanical and
electrical damage.
1.7 Maintenance
The pressed-in sensors in the F9303/F93C3 model series are
maintenance-free.
During welding work the transducer must be bypassed with a
copper wire (min. 50 mm2) so that welding current does not flow
through the transducer.