Struktura wewnętrzna i zasada działania czujnika ważenia/napędu
2025-12-23
Struktura wewnętrzna i zasada działania czujnika ważenia/napędu
Czujnik ważenia jest urządzeniem pomiarowym. Pod wpływem siły zewnętrznej generuje sygnał elektryczny na swoim wyjściu.Czujniki ważące typu miernika naprężenia są jednym z najczęstszych typówW tym artykule przedstawiono zasadę działania i specyfikacje czujników ważących.
Co to jest czujnik ważenia?
Czujnik ważenia jest rodzajemprzetwornik siłyCzujnik jest urządzeniem, które przekształca jedną formę energii w czytelny sygnał elektryczny.Najczęściej stosowanym czujnikiem ważenia w codziennym życiu jestmiernik naprężeniaTyp
Jak działa czujnik wagi?
W środku czujnika ważenia znajduje się niezwykle cienki materiał oporowy przymocowany do elastycznego podłoża.elastyczny podłoże deformuje się, zmuszając materiał oporowy do deformacji wraz z nimWraz ze zmianą wymiarów taśmy oporowej zmienia się również wartość jej oporu.
Jednakże zmiana oporu jest niezwykle mała w stosunku do pierwotnego całkowitego oporu materiału, zazwyczaj w rzędzie 1:100To sprawia, że bezpośrednie pomiar wartości absolutnego oporu jest bardzo trudny.
Aby rozwiązać ten problem, materiał oporowy na elastycznym podłożu jest układany w konfiguracji obwodu zwanejMost WheatstoneMost jest układem opon w kształcie diamentu, z jednym oporem po każdej stronie (jak pokazano na poniższym diagramie).
Jak działa most Wheatstone
Napięcie podniecające jest stosowane przez jedną parę przekątnych diamentowego mostu, a sygnał napięcia wyjściowego jest odczytywany przez drugą parę przekątnych:
W przypadku braku siły zewnętrznej: wszystkie rezystory mają tę samą wartość.więc napięcie wyjściowe każdego ramienia jest równe .
Przy zastosowaniu siły zewnętrznej: wartość jednego rezystora zmienia się, zmieniając napięcie na jego ramieniu.
Jak używać czujnika wagi
Wyjściowe napięcie czujnika jest niezwykle małe i pochodzi ze źródła o wysokiej impedancji (dzielnik rezystora).warunki sygnałuwymagane jest:
Obwód potrzebujewysoka impedancja wejściowa(w celu uniknięcia wpływu obciążenia na dzielnik).
Potrzebujewysoki poziom odrzucenia w trybie wspólnym(ponieważ napięcie bezwzględne każdego ramienia jest połową napięcia pobudzenia).
Potrzebujewysoki zysk różnicowy(w celu wzmocnienia małej różnicy napięcia).
Zazwyczaj odbywa się to przy użyciuwzmacniacz przyrządów(np. AD620 z zyskiem 100): 1mV napięcia wejściowego staje się 100mV mocy wyjściowej.