Wiesz co to czujnik ważenia?

Czy wiesz, co to jest czujnik wagowy?

Co to jest czujnik wagowy?
Czujnik wagowy - czasami nazywany jednostką "siły", "ważenia" lub "wagi" - to czujnik, który przekształca działające na niego obciążenie na mierzalny (analogowy lub cyfrowy) sygnał wyjściowy. Wyjście jest proporcjonalne do przyłożonej siły lub obciążenia. Następnie przedstawimy, jak używać czujników wagowych i różne rodzaje czujników wagowych do pomiaru siły.
Konwersja jest osiągana poprzez fizyczne odkształcenie tensometru, który jest połączony ze strukturą czujnika wagowego. Tensometr jest podłączony do obwodu mostka Wheatstone'a z czterema tensometrami (pełny mostek), dwoma przyrządami (pół mostka) lub jednym przyrządem (ćwierć mostka). Używając pół mostka i ćwierć mostka, mostek jest uzupełniany za pomocą precyzyjnego monitora.
Skonfiguruj dodatkowe rezystory do klejenia w obwodzie mostka, aby zrekompensować wpływ temperatury na sygnały zerowe lub bez obciążenia oraz czułość (z powodu wyjścia spowodowanego przyłożonym obciążeniem, plus kolejny rezystor, aby mostek był nieskuteczny po rozładowaniu).

Uzupełniony mostek Wheatstone'a wymaga stabilnego zasilania prądem stałym do wzbudzenia obwodu. Zazwyczaj jest to 5VDC lub 10Vdc, ale może to być dowolna wartość od 1VDC do 18Vdc.
Kiedy naprężenie jest przykładane do klejonego tensometru, następuje zmiana rezystancji, powodując niezrównoważenie mostka Wheatstone'a. Zapewnia to sygnał wyjściowy, który jest liniowo proporcjonalny do wartości naprężenia. Wartość tego sygnału jest również proporcjonalna do napięcia wzbudzenia, zazwyczaj kilku miliwoltów.
Opcje wyjściowe dla czujników wagowych
Te sygnały miliwoltowe niskiego poziomu są kompatybilne z różnymi niestandardowymi przyrządami tensometrycznymi. Przyrządy te obejmują wyświetlacze cyfrowe, wzmacniacze analogowe i cyfrowe. Typowy wzmacniacz analogowy generuje wyższe poziomy napięcia (0-5VDC, 0-10VDC) lub prądu (0-20mA, 4-20mA) do dalszego przetwarzania.
Wzmacniacze cyfrowe zazwyczaj zapewniają wyjścia RS232, RS422 lub RS485, używając uniwersalnego protokołu ASCII lub szeregu bardziej wyspecjalizowanych protokołów specyficznych dla branży, takich jak Modbus. Rozmiar zarówno przyrządów analogowych, jak i cyfrowych został zredukowany (zminiaturyzowany) na tyle, aby umożliwić instalację elementów wewnątrz korpusu czujników wagowych lub siłowych.
Konstrukcja czujników wagowych wyróżnia się rodzajem generowanego sygnału wyjściowego (pneumatyczny, hydrauliczny lub elektryczny) lub metodą wykrywania obciążeń lub wag (zginanie, ścinanie, ściskanie, rozciąganie itp.).
Aby sprostać różnym celom w badaniach i zastosowaniach przemysłowych, czujniki wagowe mogą przyjmować wiele form. Jednak większość dzisiejszych konstrukcji wykorzystuje tensometry jako elementy czujnikowe, używając folii lub półprzewodników.

Tensometr foliowy zapewnia najszerszy zakres opcji projektowania czujników wagowych, co sprawia, że jest on często najczęściej używany. Wzór tensometru zapewnia pomiary sił rozciągających, ściskających i ścinających.
Tensometry półprzewodnikowe mają mniejszy zakres trybu, ale mają mniejsze zalety i zapewniają duży współczynnik skali, co skutkuje większym wyjściem przy tym samym obciążeniu. Ze względu na te cechy, mają tendencję do stosowania w konstrukcji miniaturowych czujników wagowych. Udowodnij, że pierścień jest używany do pomiaru obciążenia, używając skalibrowanych metalowych pierścieni, a jego ruch jest mierzony za pomocą precyzyjnych czujników przemieszczenia.

Zasada działania czujnika wagowego Xi'an
Tensometry przekształcają działające na nie obciążenie na sygnały elektryczne. Sam przyrząd pomiarowy jest przyklejony do belki lub elementu konstrukcyjnego, a po przyłożeniu siły belka lub element konstrukcyjny ulega odkształceniu. W większości przypadków stosuje się cztery tensometry, aby uzyskać maksymalną czułość i kompensację temperatury. Dwa przyrządy są zwykle w stanie rozciągniętym, a dwa w stanie ściśniętym i są połączone za pomocą regulacji kompensacji. Po przyłożeniu obciążenia, naprężenie spowoduje zmianę rezystancji obciążenia proporcjonalnie do obciążenia. W miarę jak wersje tensometrów nadal poprawiają swoją dokładność, jednocześnie obniżając koszty jednostkowe, inne czujniki wagowe stają się coraz mniej popularne.
Wczesne konstrukcje czujników wagowych po prostu używały tensometrów do pomiaru bezpośredniego naprężenia, które było wprowadzane do elementów metalowych po poddaniu ich siłom rozciągającym lub ściskającym.
Konstrukcja belki zakrzywionej wykorzystuje tensometry do monitorowania naprężenia w elemencie czujnikowym po poddaniu go siłom zginającym. Ostatnio pomiar naprężenia ścinającego został przyjęty jako bardziej skuteczna metoda określania obciążenia, ponieważ w mniejszym stopniu zależy od kierunku siły przyłożonej do czujnika obciążenia.
Inne rodzaje czujników wagowych obejmują czujniki wagowe hydrauliczne (lub hydrostatyczne), pneumatyczne, piezoelektryczne i wibracyjne.