8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Датчики веса тензометрические: Тензодатчики веса — спец цены, купить на заводе Весы Приволжья

Содержание

METTLER TOLEDO Весы для лаборатории, производства и торговли

Измерительные приборы - это оборудование, используемое для точного определения различных параметров исследуемых объектов. Наша компания занимается ...

Измерительные приборы - это оборудование, используемое для точного определения различных параметров исследуемых объектов. Наша компания занимается производством и обслуживанием контрольно-измерительных приборов и весового оборудования для различных отраслей промышленности.

Предлагаем купить измерительные приборы для оптимизации технологических процессов, повышения производительности и снижения затрат. Точные инструменты позволят установить соответствие нормативным требованиям.

Мы осуществляем продажу измерительных приборов, предназначенных для исследовательской деятельности и научных разработок, производства продукции и контроля качества, логистики и розничной торговли. МЕТТЛЕР ТОЛЕДО предлагает следующие измерительные приборы для различных областей применения:

Лабораторное оборудование

Для научных и лабораторных исследований требуются высокоточные измерительные и аналитические приборы и системы.

Они используются для взвешивания, анализа, дозирования, автоматизации химических процессов, измерения физических и химических свойств, концентрации газов, плотности, спектрального анализа веществ и рефрактометрии, химического синтеза, подготовки проб, реакционной калориметрии, анализа размеров и формы частиц. Специализированное программное обеспечение позволяет управлять процессами и получать наглядное отображение данных.

Лабораторное оборудование включают следующие системы:

Промышленное оборудование

Если вас интересуют промышленное измерительное оборудование, предлагаем купить подходящие системы для взвешивания, контроля продукции, решения логистических задач и транспортировки грузов. Используйте точные приборы для стандартного и сложного дозирования, взвешивания в сложных условиях и взрывоопасной среде. Обеспечьте точность результатов с помощью поверочных гирь и тестовых образцов. Подключение периферийных устройств к приборам позволит регистрировать результаты и параметры взвешивания. Программное обеспечение с понятным интерфейсом оптимизирует процессы посредством управления оборудованием с ПК.

Ассортимент промышленных контрольно-измерительных приборов и инструментов включает:

Весы для магазинов и оборудование для розничной торговли

В сфере розничной торговли продовольственными товарами необходимы измерительные приборы и оборудование для взвешивания и маркировки товаров. Используйте весы для решения типовых задач, печати чеков и быстрого взвешивания, разгружающего поток покупателей. В сложных ситуациях пригодятся специализированные весовые системы с нетребовательным обслуживанием и уходом. ПО и документация упростят настройку системы и обучение персонала.

Вниманию покупателей предлагаются следующее оборудование для торговли:

Как купить весы МЕТТЛЕР ТОЛЕДО?

Чтобы купить оборудование на нашем сайте, оформите запрос в режиме онлайн в соответствующем разделе. Уточните задачу, которая должна быть решена с помощью требуемого прибора.

Укажите контактные данные: страну, город, адрес, телефон, e-mail, название предприятия. Заполненная форма направляется специалисту компании, который свяжется с вами для уточнения ключевых моментов.

Сеть представительств METTLER TOLEDO для обслуживания и сервисной поддержки распространена по всему миру. В России отдел продаж и сервиса расположен в Москве. Региональные представительства по продажам находятся также в Казани, Ростове-на-Дону, Самаре, Екатеринбурге, Красноярске, Уфе, Хабаровске, Новосибирске.

Отправьте отзыв, задайте вопрос специалисту, свяжитесь с конкретным отделом. Воспользуйтесь онлайн-формой обратной связи или позвоните по указанному телефону офиса в выбранном регионе. Консультанты ответят на каждое обращение и вышлют коммерческое предложение по индивидуальному запросу.


Что такое тензодатчик и есть ли разница между ним и тензорезисторным датчиком

Тензодатчик веса – это основной и, пожалуй, главный элемент весового оборудования. Именно от того, каким типом тензодатчика оснащены Ваши весы, напрямую зависит точность и скорость измерений.

Общие сведения

В первую очередь заметим, что понятие «тензодатчик» включает в себя и тензорезисторные и тензометрические датчики. Дело в том, что тензометрические датчики – это наиболее широкое понятие, включающее в себя все виды весоизмерительных датчиков. Существуют различные способы измерения деформаций: тензорезистивный, пьезорезистивный, оптико-поляризационный, волоконно-оптический, и механический - простое считывание показаний с линейки механического тензодатчика. Каждый из этих способов дал название виду тензодатчика. А поскольку, наибольшее распространение среди электронных тензодатчиков получили тензорезистивные датчики, то это название стало практически нарицательным.

Устройство и принцип действия тензометрических датчиков

Тензометрический датчик (тензодатчик) – конструктивно представляет собой металлическую конструкцию, внутри которой расположены резисторы с электросхемой. Тензодатчик связан с корпусом весового дозатора или весовой платформы, и, при изменении веса, корпус тензодатчика подвергается деформации, после чего результат деформации передается на тензорезисторы, а оттуда, информация о массе - на весовой терминал.

Принцип работы системы измерения веса с использованием тензодатчика предельно прост: под действием массы груза, в тензодатчике возникает механическая деформация, которую и учитывает датчик, преобразует её в электрический аналоговый или цифровой сигнал, и передаёт на индикатор веса, на котором и отображается масса взвешиваемого груза.

Современные тензодатчики прекрасно справляются со своей работой даже в достаточно жестких условиях, поскольку обладают хорошей влаго- и пылезащитой. Спектр применения тензометрического оборудования довольно широк - от самых простых весоизмерительных элементов, до сложнейших технологических промышленных комплексов динамического взвешивания.

Особенности тензодатчиков

Тензодатчики используются практически во всех современных электронных весоизмерительных системах и системах дозирования – бункерных и крановых весах, весовых дозаторах и т.

д. Они обеспечивают высокую точность измерений, устойчивы к воздействию окружающей среды, а современные технологии позволяют добиться систематизации и автоматизации всего процесса измерения, используя оборудование с электронными тензодатчиками.

Следует отметить следующие возможности и преимущества тензорезисторных весоизмерительных датчиков:

  • Высокая точность измерения. Современные тензодатчики обладают практически безупречной точностью. Самыми распространенными тензодатчиками являются датчики класса точности C3, что соответствует комбинированной погрешности 0.02%. Существуют тензодатчики и с более высоким классом точности.
  • Разнообразие конструкций. Выпускаются тензодатчики следующих типов: S-образный, балочного (консольного) типа, колонные датчики, датчики платформенного типа, одноточечные, торсионные, цилиндрические и прочие. Применение конкретного типа датчика зависит от назначения и конструкции весовой системы, места и способа его установки. Благодаря огромному разнообразию конструкций тензодатчиков, можно выбрать оборудование, наиболее подходящее для конкретных производственных нужд заказчика.
  • Надежность материалов. Большинство тензодатчиков изготовлены из алюминия, нержавеющей или легированной стали, что обеспечивает долгий срок службы оборудования. Водонепроницаемые тензодатчики, которые изготавливаются из нержавеющей стали, обладающие классом защиты IP68, особенно востребованы в пищевой и рыбной промышленности.
  • В условиях неисправности одного из датчиков, весы с несколькими тензодатчиками сохраняют работоспособность и точность измерений.

Среди многообразия форм, типов тензометрических датчиков, среди датчиков, различных по цене и качеству сложно сделать правильный выбор.

Как выбрать тензодатчик?

При покупке тензодатчика следует учитывать следующие показатели:

  • Наибольший предел измерения (НПИ) - следует учитывать, что предполагаемая номинальная нагрузка на тензодатчик не должна превышать НПИ. Хотя фактически датчик имеет дополнительный запас прочности, некоторые конструкции весов требовательны к наличию дополнительного запаса НПИ.
  • Материал тензодатчика – как мы уже писали выше, наибольшее распространение получили тензометрические датчики из нержавеющей и легированной стали, а также алюминия. Как правило, только одноточечные тензодатчики изготавливаются из алюминия, все остальные выполнены из стали.
  • Класс точности тензодатчика – на практике класс точности тензодатчика может лежать в диапазоне от D1 до С6, хотя, в соответствии с OIML R 60, класс точности тензометрического датчика может быть и в более широком диапазоне. Наиболее распространен класс точности C3. Необходимость применения более точных датчиков требует обоснования, поскольку с классом точности цена растет в геометрической прогрессии.
  • Схема подключения тензодатчика – обычно для подключения тензодатчиков используется «четырехжильная» схема подключения. Однако в частных случаях, и в случаях, когда присутствует большая разница в сопротивлении кабелей смежных тензодатчиков, применяется «шестижильная» схема подключения.

Выбирая тип тензометрического датчика, также следует обратить внимание на следующие характеристики: рабочий диапазон температур, рабочий коэффициент передачи, класс защиты, диаметр и длину кабеля, входное и выходное сопротивление, рекомендуемое и максимальное напряжение питания.

Виды тензорезисторных датчиков

Одноточечные тензодатчики. Главным их как преимуществом, так и недостатком является возможность создания весоизмерительной системы используя лишь один датчик. Такие датчики применяются в фасовочном и дозирующем оборудовании, а также в конструкциях небольших платформенных весов с малой нагрузкой на платформу.


Тензодатчики балочного (консольного) типа (консольная балка сдвига). Используются как чувствительные элементы в весах и весоизмерительных системах с общим НПВ в 5-7 тонн.


S-образные тензодатчики (балка на растяжение-сжатие). Предназначаются для использования в подвесных и бункерных весах. Датчики укомплектованы шарнирными подвесами, за счет которых снижается затрачиваемое время на установку и запуск оборудования. В основе работы таких тензодатчиков лежит принцип преобразования механической силы растяжения/сжатия в электрический сигнал, пропорциональный этой механической силе.


Цилиндрические тензодатчики. Работают по принципу преобразования показаний механической деформации при сжатии в пропорциональный электрический сигнал. Чаще всего применяются при выпуске новых или модернизации старых вагонных, автомобильных или многотонных бункерных весов, а также в испытательных стендах.


Колонные датчики. Силоизмеряющий элемент выполнен в виде колонны. Применяются в автомобильных весах, железнодорожных весах и т.д.


Датчики платформенного типа. Используются в производстве автомобильных, вагонных, бункерных и емкостных весов.


Торсионные тензодатчики. Также называются тензодатчиками мембранного типа, шайбами, "таблетками", круглыми датчиками. Используются для производства автомобильных, железнодорожных и емкостных весов, а также в конвейерном весовом оборудовании.


Прочие. Включают в себя специализированные узкопрофильные модели.


Вывод

Подводя итоги, можно сказать, что тензодатчик – это важный элемент, составляющий основу механизма любого электронного весоизмерительного оборудования. Электронное весовое оборудование, в отличие от механического оборудования, благодаря применению датчиков силы, стало менее громоздким, более точным и намного более функциональным. Электронная система с применением тензодатчиков позволила перейти на качественно новый уровень работы и полностью автоматизировать контрольно-измерительные процессы.

Чтобы правильно подобрать тензодатчики, узнать стоимость тензометрических датчиков весов или купить тензорезисторные датчики, вам достаточно позвонить по телефону +7 (4812) 209-311 или написать по электронной почте [email protected]

Тензометрические датчики (Тензодатчики). Виды и работа. Устройство

На многих предприятиях существует необходимость для измерения различных параметров, изменения состояния деталей, различных конструкций. Для решения этих задач используются тензометрические датчики. Они преобразовывают величину деформации в электрический сигнал. Это получается за счет уменьшения или увеличения сопротивления датчика во время деформации, нарушения геометрии формы датчика от сжатия или растяжения. В результате определяется значение деформации.

Резистивный преобразователь, является главной составной частью высокоточных устройств и приборов. Изготавливают датчик из чувствительного тензорезистора, представляющего собой тонкую алюминиевую проволоку или фольгу. Резистор в результате деформации изменяет свое сопротивление, подает сигнал на индикатор.

Виды

В разных отраслях промышленности используется множество видов тензометрических датчиков:

  • Приборы, измеряющие силу и нагрузку.
  • Контроль давления.
  • Измерители ускорения.
  • Измерители перемещения.
  • Датчики контроля момента для станков, моторов автомобилей.

Модели датчиков разнообразны, но чаще всего используется датчик определения веса, который изготавливается в различных вариантах: шайбовый, бочковой, S-образный. Исходя из назначения подбирается необходимое исполнение.

Тензометрические датчики имеют классификацию, как по форме, так и по особенностям конструкции, которая зависит от вида чувствительного элемента.

Применяются следующие виды датчиков:

  • Из фольги.
  • Пленочные.
  • Из проволоки.
Датчик из фольги

Применяется в виде наклеивания на поверхность. Конструкция датчика состоит из фольговой ленты 12 мкм. Частично пленка плотная, остальная часть решетчатая. Эта конструкция отличительна тем, что к ней можно припаять вспомогательные контакты. Такие датчики легко используются при низких температурах.

Пленочные датчики

изготовлены по аналогии с фольговыми, кроме материала. Такие виды производятся из тензочувствительных пленок, имеющих специальное напыление, повышающее чувствительность датчика. Эти измерители удобно применять для контроля динамической нагрузки. Пленки изготавливаются из германия, висмута, титана.

Проволочный вариант

датчика может измерить точную нагрузку от сотых частей грамма до тонн. Они называются одноточечные, так как измерение происходит не на площади, а в одной точке, в отличие от датчиков из фольги и пленки. Проволочными датчиками можно контролировать растяжение и сжатие.

Принцип действия тензодатчиков

Тензометрические датчики представляет собой конструкцию из тензорезистора, имеющего контакт на панели. Она соприкасается с телом для измерения. Принципиальная схема действия датчика заключается в действии на чувствительный элемент исследуемой детали. Для подключения датчика к питанию используются электроотводы, соединенные с чувствительной пластиной.

В контактах существует постоянное напряжение. На тензодатчик кладется деталь через подложку. Вес детали разрывает цепь путем деформации. Деформация видоизменяется в сигнал тока.

Мост измерения тензодатчика дает возможность измерить минимальные нагрузки, расширяя этим применяемость прибора. Схема подключения мостом датчика основывается на законе Ома. Если сопротивления равны, то проходящий ток будет одинаковым. Действие снаружи обрело название «внешний фактор», изменение сигнала – «внутренний фактор». Тогда можно сказать, что принцип работы датчика заключается в определении внешнего фактора с помощью внутреннего.

В быту тензометрические датчики работают в весах. Тензорезисторы подключены с поверхностью работы весов. Подключение к питанию весов осуществляется через батареи.

Этот контрольный прибор имеет высокую точность. Погрешность чувствительных элементов составляет менее 0,02%, это высокий показатель. Существуют приборы с чувствительностью гораздо выше этого. Их работа основана на контроле действия силы. Значение силы давления прямопропорционально преобразованному сигналу тензодатчика.

Принцип действия датчиков силы

Датчики силы, другими словами динамометры входят в состав приборов, измеряющих вес. Их отсутствие делает невозможным работу системы по автоматизированию техпроцессов на производстве. Они используются в сельском хозяйстве, строительстве, металлургии.

Работа основывается на изменении деформации в сигнал. В действии происходит много разных явлений, которые обусловили несколько типов тензодатчиков:
  • Тактильные.
  • Резистивные.
  • Пьезорезонансные.
  • Пьезоэлектрические.
  • Магнитные.
  • Емкостные.
Тактильные датчики

Этот тип датчиков самый новый, появился после возникновения робототехники. Тактильные датчики делятся на: датчики усилия, касания, проскальзывания. Первые два определяют силу и отличаются сигналом. От других они отличаются небольшой толщиной из-за применения специальных материалов, обладающих прочностью, эластичностью, гибкостью.

Конструкция состоит из 2-х пластин(1 и 2). Между ними находится прокладка (3) с ячейками из изоляционного материала. Один провод соединен с верхней, второй с нижней пластиной. При воздействии силы на верхнюю пластину она прогибается и замыкается с нижней. Падение напряжения на резисторе является сигналом выхода.

Резистивный тензодатчик

Это широко применяемый вид датчиков, так как интервал усилий работы составляет от 5 Н до 5 МН, используются для разных нагрузок. Преимуществом его стала линейность сигнала выхода. Рабочий элемент – тензорезистор, состоящий из проволоки на гибкой подложке.


1 — Подложка
2 — Чувствительный элемент
3 — Контакты

Датчик приклеивают к измеряемому предмету. Под действием деформации изменяется сопротивление резистора, а соответственно подающего сигнала.

Пьезорезонансный тензодатчик

В этом типе датчиков применяются два эффекта: обратный и прямой. Элемент чувствительности датчика – резонатор. Пьезоэффект обратный обуславливается напряжением, которое вызывает заряды, это называется прямым пьезоэффектом.

Колебания резонатора вызывают резонансные колебания. Пьезорезонансные датчики подключаются по разным схемам. На рисунке изображена схема с генератором частоты и фильтра резонанса. Сила действует на резонатор, изменяет настройки частоты фильтра, от которых зависит напряжение выхода.

Пьезоэлектрические тензометрические датчики

Работа заключается на основе прямого пьезоэффекта. Им обладают такие материалы: кристаллы титаната бария, турмалина, кварца. Они химически устойчивы, имеют высокую прочность, их свойства мало зависят от окружающей температуры.

Суть эффекта состоит в действии силы на материал. Возникают заряды разной полярности, величина которых зависит от силы. Датчик состоит из корпуса, двух пьезопластин, выводов. При воздействии силы пластины сжимаются, возникает напряжение, поступающее на усилитель сигнала.

Такие тензометрические датчики используются для контроля динамических сил.

Магнитные тензометрические датчики

Магнитострикция является основным явлением для работы датчиков этого типа. Такой эффект меняет геометрию размеров в магнитном поле. Изменение геометрии изменяет магнитные свойства, что называется магнитоупругого эффекта. При снятии усилия свойства тела возвращаются.

Это определяется изменением расположения атомов в решетке кристаллов в магнитном поле или под действием силы. В нашем варианте катушка индуктивности расположена на ферромагнитном сердечнике. От силы сердечник деформируется, получая состояние напряженности.

Изменение сердечника дает изменение его проницаемости, а, следовательно, изменяется магнитное сопротивление и индуктивность катушки.

Широко применяемыми стали датчики с двумя катушками. Первичная – запитана генератором, во вторичной образуется ЭДС. Во время деформации магнитная проницаемость меняется. В результате меняется ЭДС 2-й обмотки.

Емкостные датчики

Это параметрический тип датчиков, представляющий собой конденсатор. Чем больше площадь пластин, тем больше емкость. А чем больше промежуток между пластинами, тем меньше емкость.

Это свойство применяют для конструкции емкостных датчиков. Чтобы было удобно пользоваться измерениями, емкость преобразуют в ток. Для этого пользуются разными схемами подключения.

Обычно применяют вариант со сжатием диэлектрика между пластинами.

Преимущества тензометрических датчиков
  • Повышенная точность измерения.
  • Сочетаются с измерениями напряжений, не имеют искажений данных измерения. Это удобство незаменимо при применении датчиков на транспорте или в критических ситуациях и условиях.
  • Малые размеры дают возможность применять их в любых измерениях.

К недостаткам тензометрических датчиковможно отнести снижение чувствительности при резких изменениях температуры. Для получения точных результатов рекомендуется делать контроль измерения при комнатной температуре.

Подключение тензодатчиков

Подключить тензометрические датчики можно легко самому, используя схему. Перед приобретением тензодатчиков определите длину кабеля подключения. Если короткий кабель наращивать в длину, то точность измерения индикатором будет значительно меньше. Оптимизацию этого параметра можно произвести контроллером SE 01, который действует вместо усилителя.

Если в конструкции весов применяются разные индикаторы, то их соединяют по параллельной схеме с помощью специальных коробок. Проводники датчиков обязательно заземляются, независимо от вида питания. Установка заземления производится в общей одной точке. Для этих целей применяется коробка для разветвления.

Далее проверяется правильность подключения по схеме датчиков, надежность контактов и заземления. Монтаж прибора осуществляется экранированным кабелем. Он заглушает помехи, вспомогательные модули при его использовании не нужны. По подобию подсоединяется преобразователь в дозатор.

Похожие темы:

Тензодатчики - ESIT

Тензодатчики предназначены для преобразования создаваемого усилия при деформации твёрдого тела в электрический сигнал, пропорциональный нагрузке. Они обеспечивают измерение веса от 1 грамма и работают в широком температурном диапазоне. Тензодатчики применяются как измерительный элемент в платформенных, автомобильных, бункерных, крановых весах, дозаторах, также широкое применение они нашли в испытательном и научном оборудовании.

Компания Esit предлагает большой выбор тензометрических датчиков, среди которых датчики сдвига (консольная балка), датчики, измеряющие сила сжатия и растяжения, узлы встройки, защищающие весовое оборудование от перегрузок и исключающие погрешности при измерении массы, а также многое другое.

Датчики «консольная балка»

применяются в химической, пищевой, нефтяной промышленности. Такие тензодатчики, как правило, изготавливаются из нержавеющей стали. Тензометрические датчики такого типа могут быть установлены на конвейерные и платформенные весы, на систему дозирования и наполнения. Наибольший предел взвешивания тензометрических датчиков, которые имеются в нашем каталоге, составляет до 10000 кг (модель SSB). Тензодатчик модели BB обеспечивает максимально точное взвешивание грузов массой от 20 кг.

S-образные датчики

устанавливаются на разрывные машины, смешанных электронно-механических весах, бункерных весах, дозаторах. С их помощью измеряется вес цистерн массой от 50 до 5000 кг.

 

Датчики типа платформа

SSP, SP, SPA тензодатчики из алюминия или прочной стали долговечны и надежны. При помощи таких тензометрических датчиков максимально точно измеряется вес груза массой от 3 до 1000 кг. Тензодатчики типа платформа обычно применяются в весоизмерительных системах с одной точкой взвешивания.

Датчики сжатия

Чаще всего тензодатчики такого типа применяются при взвешивании емкостей на весу, либо в крановых весах. Применяются также в бункерных весах и дозаторах. Наибольший предел взвешивания составляет от 10 до 200 тонн; датчики сжатия от компании ESIT способны справиться как с вертикальными, так и с горизонтальными нагрузками.

 

Специальные разработки

Для того, чтобы измерить нагрузку в крановой системе, подходит датчик PLC; напряженность троса измерит тензодатчик WTB; силы растяжения измеряются при помощи тензометрических датчиков модели CRLC, тензометрический датчик PFT измерит нагрузку на крутящийся вал. Эти модели являются узкоспециализированными, а потому попадают в отдельный раздел каталога — «Специальные разработки».

Узлы встройки

Для того, чтобы защитить тензодатчик от перегрузок, уменьшить воздействие на него ударных сил или воздействия вибрации, применяются узлы встройки. Именно они сокращают или вовсе снимают воздействие на тензометрический датчик сил, влияющих на его чувствительность.

 

Тензометрические датчики: производство, продажа, разработка

Производство электронных приборов компания ESIT начала в 1980 году, сразу же после основания. Электронные весоизмерительные системы стали основным профилем компании немного позже, в 1987 году. Компания ESIT по настоящее время является передовым производителем весоизмерительного оборудования на территории Турции. С Россией ESIT связывают длительные отношения, а потому вся продукция, производимая на заводах в Турции, доступна для приобретения в России. За это отвечает генеральное представительство на территории РФ — ООО ПК «ЭСИТ». Именно им осуществляется поставка и сервис весоизмерительных систем и оборудования, в том числе тензометрических датчиков (тензодатчиков).

Как купить тензодатчики?

Для решения всех вопросов, связанных с выбором и эксплуатацией тензодатчиков, Вы можете оставить заявку в разделе «Контакты» нашего сайта, либо связаться с компетентным менеджером по телефонам +7 (347) 294-34-94 (Уфа), +7 (495) 728-92-48 (Москва), 8 800 700 3748 - звонок по России бесплатный.

принцип работы, устройство, типы, схемы подключения

Системы контроля производят постоянное наблюдение за состоянием различных механизмов, положением рабочих органов и, в том числе, контролируют вес. Для измерения величины веса и дальнейшего применения данных в логических схемах устанавливается тензометрический датчик (тензодатчик). Что это такое и как он работает мы рассмотрим в данной статье.

Что такое тензодатчик?

Тензометрический датчик, в соответствии с п.2.1.2 ГОСТ 8.631-2013 представляет собой весоизмерительный элемент, который реагирует на изменение величины физического воздействия (усилия) и переводит его в электрический сигнал. Фактически это резистор, меняющий параметр омического сопротивления, по отношению к прилагаемой силе. На практике широко используются для измерения массы и нагрузки в весоизмерительных системах. В зависимости от сферы применения используются различные типы тензодатчиков, отличающихся как принципом действия, так и конструктивными особенностями.

Конструкция

В качестве примера рассмотрим наиболее простой вариант тензодатчика, где в роли чувствительного элемента выступает тензорезистор. Конструктивно его можно представить в виде тонкой упругой проволоки или пленки, распределенной по контролируемой поверхности. 

Работа тензорезистора основывается на законе Гука, гласящем, что изменение электрического сопротивления по отношению к исходному положению элемента пропорционально удлинению или сжатию сенсора. Руководствуясь данным принципом определяется коэффициент пропорциональности:

K = Δl / l = ΔR / R

Где:

  • K – коэффициент пропорциональности;
  • Δl – величина изменения длины в ходе деформации;
  • l – длина измеряемого элемента в состоянии покоя;
  • ΔR – изменение величины сопротивления при деформации;
  • R – значение сопротивления тензорезистора в нормальном положении.

На практике это реализуется следующим образом (рисунок 1):

Рис. 1. Устройство тензорезистора

При нахождении в состоянии покоя дорожки тензорезистора имеют определенное сечение и длину проводника. Сопротивление всего резистивного элемента тензодатчика будет определяться по формуле:

R = (ρ*l)/S , где

  • ρ – удельное сопротивление материала, как правило, в качестве металла с постоянным удельным сопротивлением используют константан; 
  • l – длина проводника тензодатчика;
  • S – поперечное сечение проводника тензодатчика.

Таким образом, в случае удлинения тензодатчика длина проводящих дорожек увеличивается, а поперечное сечение уменьшается. Как результат, омическое сопротивление тензорезистора будет повышаться. При сжатии произойдет обратный процесс – длина проводящих элементов уменьшиться, а их поперечное сечение увеличиться. В результате сжатия сопротивление тензодатчика уменьшиться, что и лежит в основе принципа его работы.

Принцип работы

В большинстве случаев тензодатчик функционирует не от одного тензорезистора, а включает в себя мостовую измерительную схему. Такой принцип получил название моста Уитстона и реализуется следующим образом (рисунок 2):

Рис. 2. Принцип действия тензодатчика

Как видите на рисунке, в плечи моста включены четыре тензорезистора, которые расположены на гибкой подложке, что обеспечивает им упругую деформацию в ходе измерений. Все резистивные элементы тензодатчика подбираются равнозначными, что обеспечивает на выходе в состоянии покоя нулевое значение разности потенциалов в точках + S и – S. Это обозначает, что в ненагруженном идеальном тензодатчике не будет протекать ток в выходной цепи измерительного прибора.  В реальном устройстве, все равно существует токовая нагрузка из-за конструктивных отличий резистивных деталей, температурных колебаний.

Как только к измерительному органу прибора будет приложена механическая нагрузка, гибкое основание деформируется, от чего изменятся рабочие параметры всех резисторов в цепи моста тензодатчика. В большинстве случаев попарно происходит сжатие и растяжение тензорезисторов (рисунок 3):

Рис. 3. Воздействие нагрузки на тензодатчик

Как видите, на рисунке два резистора сжимаются, а другие два растягиваются, в результате чего происходит искажение моста. Электрическая цепь выходит из равновесия и через выход тензодатчика начинает протекать электрический ток. О чем будет свидетельствовать отклонение стрелки гальванометра или дисплей оборудования, реагирующий на изменение разности потенциалов. Как только нагрузка перестанет воздействовать на тензодатчик, гибкая пластина вернется в исходное состояние, а измерительный мост снова перейдет в состояние равновесия.

На данном примере мы рассмотрели простейший вариант четырехпроводного тензометрического датчика. Но на практике также используются пяти и шестипроводные весоизмерительные сенсоры, что обусловлено типом конкретного устройства.

Типы

Сфера применения тензометрических датчиков охватывает ряд устройств самого различного назначения. Поэтому для измерения величины физического воздействия применяются тензодатчики разных типов. Разделение сенсоров по видам осуществляется на основании нескольких факторов.

Рис. 4. Типы датчиков по форме грузоприемного основания

Так, в зависимости от формы грузоприемного основания выделяют:

  • Консольные (балочные) – устанавливаются в некоторых типах весов, при взвешивании контейнеров и т.д.;
  • S-образные – применяются для измерения поднимаемых грузов;
  • Мембранные – используются в системах контроля, высокоточных измерителях и т.д.;
  • Колонные – монтируются в оборудовании с большой массой;

В зависимости от вида метода измерения все тензодатчики подразделяются на:

  • Резистивные – в основе работы лежит тензорезистор или мост из них, расположенный на гибком основании. Такой тензодатчик крепится к поверхности измерителя и реагирует на механические деформации. В соответствии с п.1.1 ГОСТ 21616-91 разделяются на проволочные и фольгированные. По количеству и форме разделяются на одиночные, розетки, цепочки, мембранные розетки.
  • Тактильные – состоят из двух проводников, между которыми расположена перфорированная пленка диэлектрика. При нажатии проводники продавливают мягкий диэлектрик и обеспечивают некую проводимость, чем изменяется величина сопротивления. По типу измерения бывают датчики касания, проскальзывания, усилия.
  • Пьезорезонансные – основаны на  полупроводниковых элементах, в таких тензодатчиках происходит сравнение реального сигнала с эталонным.
  • Пьезоэлектрические – основаны на собственном напряжении выхода электронов некоторых полупроводниковых кристаллов. При воздействии усилия на кристалл меняется и величина зарядов, что передается на измерительный орган тензодатчика.
  • Магнитные – используют свойство магнитных проводников изменять величину магнитной проницаемости в зависимости от физических параметров. При сжатии или растяжении сердечника, электромагнитный поток, формируемый катушкой, будет изменяться. В результате чего индуктивность тензодатчика также отклонится от образцового состояния.   
  • Емкостные – используют эффект переменного конденсатора, в котором с уменьшением расстояния между пластинами будет возрастать емкость. А при увеличении расстояния или уменьшении площади пластин емкость уменьшится.
Рис. 5. Принцип действия емкостного тензодатчика

В соответствии с п.1.2 ГОСТ 28836-90 по характеру прилагаемого усилия тензодатчики можно разделить на те, которые реагируют на сжатие, растяжение и универсальные.

Схемы подключения

На практике применяются различные способы подключения тензодатчика в общую цепь. Наиболее простой вариант –  схема четырехпроводного подключения, которая приведена на рисунке 6 ниже:

Рис. 6. Четырехпроводная схема подключения

В данном случае схема подключения подразумевает строгое соблюдение цветовой маркировки проводов: красного и белого для подачи напряжения питания, а черного и зеленого для съема получаемого сигнала. Пятый провод используется для заземления корпуса оборудования, в некоторых моделях используется экран для устранения помех. Такой вариант применяется для силовых датчиков, слаботочного оборудования, устанавливаемого непосредственно в месте измерения и фиксации результата. На практике может реализоваться следующим образом:

Рис. 7. Практическая реализация четырехпроводной схемы подключения

Когда весоизмерительный блок удален от контрольного блока, используется шестипроводная схема для исключения влияния омического сопротивления проводов питания на результат измерений.

Рис. 8. Шестипроводная схема с цепью обратной связи

Выводы + E и – E применяются для подачи напряжения питания на тензодатчик. С клемм + Sen и – Sen снимается падение напряжения на проводах, которое затем вычитается из результирующего сигнала.  Контакты + S и – S используются для съема показаний, функция вычитания реализуется следующим образом:

Рис. 9. Практическая реализация вычитания напряжения

Назначение

Тензодатчик устанавливается в различных приборах и приспособлениях для отслеживания реакции на физическое воздействие. На сегодняшний день сфера его применения охватывает самые различные отрасли промышленности и народного хозяйства, где он используется для:

  • Измерения веса – устанавливается в электронных весах различного типа.
  • Определения ускорения – применяется при испытании транспортных средств.
  • Измерения давления – распространено в сфере обработки поверхностей, при контроле прилагаемого усилия, в механических средствах и т.д.
  • Контроля перемещения – фиксируют перемещение строительных элементов, фундаментов, сейсмологических приспособлений и т.д.
  • Измерения крутящего момента – применяется в машиностроительной отрасли, для технического обслуживания и прочих.

Как выбрать?

При выборе модели для измерения какого-либо физического усилия или веса, необходимо руководствоваться основными параметрами сенсора. К таким характеристикам относятся:

  • Диапазон измерений – определяет границы весовой нагрузки, которую сможет фиксировать тензодатчик;
  • Класс точности – выбирается в зависимости от параметров оборудования и требований к точности измерений;
  • Схема подключения – по количеству подключаемых выводов  может использоваться четырех или шестипроводная схема;
  • Термокомпенсация  – для тензодатчиков, где необходима высокая точность измерений, важно учитывать влияние температуры окружающей среды, применяются термокомпенсирующие элементы;
  • Степень защиты – обозначается индексом  IP и определяет устойчивость к воздействию пыли и влаги на тензодатчик.

Список использованной литературы

  1. Клокова Н.П. «Тензорезисторы: Теория, методики расчета, разработки» 1990
  2. Фрайден Дж. «Современные датчики. Справочник» 2005
  3. Клокова Н.П. «Тензодатчики для измерений при повышенных температурах» 1965
  4. Пучкин Б.И. «Приклеиваемые тензодатчики сопротивления» 1966
  5. Ильинская Л.С., Подмарьков А. «Полупроводниковые тензодатчики» 1966

назначение устройства, разновидности, принцип работы

Ни одно промышленное предприятие не обходится без устройства для измерения точного веса и силы растяжения различных деталей и металлоконструкций. Тензометрические датчики веса и давления преобразовывают величину деформации в наиболее подходящий для замера сигнал. В основном сигнал бывает электрический. Поэтому производители, изготовив металлические изделия, проверяют их максимальную степень сжатия и растяжения.

Назначение устройства

Приборы для вычисления деформации изготавливаются из тензорезисторов и тензоматериалов, которые имеют наивысшую чувствительность. Основная деталь устройства — алюминиевый провод мелкого диаметра. Иногда производители датчиков делают проволоку из фольги. Принцип действия всех весовых аппаратов практически одинаковый: в процессе работы резисторы начинают реагировать на колебания сжатия и растяжения, вследствие чего сигнал передается на контакты.

Существуют датчики, предназначающиеся для разных отраслей: металлургических, фармацевтических и атомных.

Разновидности тензодатчиков:

  • измеряющие нагрузки;
  • модели, контролирующие перемещение;
  • динамометры — устройства для замера силы и веса;
  • приборы для точной фиксации скорости;
  • тензометрические датчики, используемые для станочных и автомобильных моторов.

Среди всех аппаратов чаще всего применяется датчик для замера веса. Существуют такие типы устройств: консольные, S-образные, шайбовые и бочковые. Балочными моделями пользуются довольно редко. Выбор типа приспособления зависит от сферы применения.

Конструктивные особенности

Устройства разделяются как по типу формы, так и по типу конструкции. Для вычисления точной деформации тензометрический датчик должен иметь предельно чувствительные элементы. Их контакты делятся на следующие типы:

  • проволочные;
  • фольговые;
  • пленочные.

Тензодатчик с фольговыми элементами применяется путем наклеивания. Система представляет собой полосу из фольги толщиной 12 мкм, но бывает и тоньше. Один участок ленты имеет решетчатую форму, а второй — плотную пленку. Это позволяет разместить на материале дополнительные контакты, что делает систему очень удобной в эксплуатации. Устройство способно переносить экстремально низкие температуры.

Аналогом фольговых являются пленочные модели. Единственное отличие между ними — материал для изготовления. Пленочные датчики производят из тензочувствительной пленки, поверхность которой имеет особое напыление, увеличивающее чувствительность устройства. С их помощью измеряют точные динамические нагрузки. Пленки делаются из германия, титана и висмута.

Для измерения нагрузок от 100 грамм до тонн применяются проволочные приспособления. Пленочные и фольговые модели способны измерять нагрузки по всей площади, а проволочные датчики вычисляют давление только в одной точке. Одноточечные тензодатчики часто используют для замера деформации на растяжение и сжатие.

Прибор в действии

Основу устройства составляет тензорезистор, оснащенный контактами, прикрепленными на верхнюю часть панели. В процессе измерения происходит соприкосновение контактов с объектом. Все тензометрические датчики основываются на единой технологии измерения деформации путем взаимодействия чувствительных элементов с определенной деталью.

Датчик подключается к сети за счет электрических отводов, которые также прикрепляются к чувствительной пластинке, после чего контактные детали начинают действовать под постоянным напряжением. Принцип работы тензодатчика простой: измеряемая конструкция укладывается на специальную подложку, вес которой начинает разрываться цепью и происходит механическая деформация, а контрольные контакты преобразовывают полученное растяжение или сжатие в электрический сигнал.

Предназначение измерительного моста

Тензодатчик оснащен измерительным мостом, позволяющим сделать замер наименьшей нагрузки. Таким образом прибор способен вычислить любой вес и силу. Мостовая система сделана на основе закона Ома: если сопротивление имеет одно значение, то проходящее напряжение через резисторы покажет точно такое же значение. То есть в процессе задействованы 2 фактора: внешний и внутренний. Первый фактор воздействует на тело предмета, а внутренний преобразовывает значение в сигнал.

Бытовыми тензодатчиками являются цифровые и электронные устройства для измерения веса. Они имеют контакты, которые подсоединены к металлическому листу. При укладке предметов на рабочую поверхность весов начинают действовать контакты, передающие значение на тензорезисторы, а затем на циферблат. Устройства могут подключаться к сети или работать за счет батареек.

Например, преобразователь сигналов Z-SG анализирует информацию с высокой точностью. Отклонение от нормы полученных данных составляет 0,02%. Это довольно высокий показатель точности, но есть приборы, показывающие более точную информацию. Такие тензорезисторные датчики оснащены контактами, которые тоже являются передатчиком преобразованного электронного сигнала, полученного путем измерения силы и веса детали.

Преимущества и недостатки

Есть один недостаток — это незначительная потеря чувствительности датчика в процессе работы при очень колеблющихся экстремальных температурах. Желательно, чтобы температура была устойчивой, а влажность не превышала 30%. Тогда прибор покажет более точные данные. Из плюсов можно выделить следующее:

  • приспособления имеют компактные габариты, а это позволяет их эксплуатировать в любых местах;
  • датчики способны измерять динамические и статические напряжения, что делает систему удобной для работы в разных условиях;
  • тензодатчики могут измерять деформацию детали с минимальной погрешностью.

Устройства просто незаменимы во всех отраслях. Они помогают получить данные быстро и с высокой точностью.

Схема подключения

Грамотно подключить датчик не составит труда, если воспользоваться схемой. Перед покупкой приспособления нужно определиться с длиной провода, потому что правильно удлинить кабель будет сложно. Зачастую после этого точность данных сбивается. Решить эту проблему можно контролером se 01 тензодатчика, являющимся модулем-усилителем. Его надо вмонтировать в само устройство.

В весах могут быть 2 и более индикатора. Они должны подключаться соединительными коробками параллельно. Если аппарат работает от сети, то его нужно заземлить. Провода заземляются в общую точку при помощи разветвлительной коробки. После подключения производится визуальный осмотр на правильность соединения элементов датчика. Также проверяется заземление и все контакты.

Если преобразователь чрезмерно перегрузить работой, то он может выйти из строя. В таком случае не рекомендуется проводить самостоятельные ремонтные работы. Придется нести приспособление в специализированную мастерскую.

Среди всех моделей большим спросом пользуются: ДСТ, НСК К-Б-12А, Кели, Utilcell, Zemic, Ацп и НВМ. Они отличаются друг от друга техническими характеристиками, следовательно, покупая датчик, нужно внимательно изучить все параметры.

Тензометрические датчики и другие комплектующие для весового оборудования

Компания АйВес (I-VES) занимается поставками комплектующих для весового оборудования. Мы сотрудничаем с крупнейшими производителями и налаживаем линии поставок разных видов оборудования, чтобы вы могли производить измерения веса максимально точно.

Мы предлагаем вам тензорезисторные датчики, весовые модули, терминалы и индикаторы, ассортимент которых позволяет подобрать оптимальную модель для любых целей. В своей работе мы всегда уделяем особенное внимание контролю качества. Если вам срочно необходим любой элемент весового оборудования, загляните в каталог АйВес: здесь вас ждут надежные устройства по разумным ценам.

Мы гарантируем оперативные и своевременные поставки весоизмерительных датчиков и другого оборудования, а также индивидуальный подход к каждому покупателю. Высокий профессионализм позволяет нам делать нашу работу качественно, быстро и без лишних затрат.

Применение датчиков

Тензодатчики — это прибор, позволяющий оценить силу деформации того или иного объекта, переводя ее в формат сигнала, наиболее удобный для измерения. Это важная часть весового оборудования, использующаяся как в бытовых, так и в промышленных весах.

Как правило, тензодатчики весовые применяются в следующих отраслях:

  • Производство весов: платформенных, напольных, автомобильных, вагонных и не только;
  • Использование в механизмах поосного взвешивания;
  • Определение силы натяжения в подъемных механизмах;
  • Дозирование сыпучих материалов в дозаторных и бункерных весах;
  • Высокоточные измерения в лабораторных весах.

Принцип работы устройства прост: когда датчик веса ощущает давление, он начинает оказывать сопротивление, которое может быть преобразовано в электрический импульс. Именно частота и продолжительность этого импульса фиксируется приборами учета и позволяет оценить вес объекта.

Это позволяет измерять целый ряд параметров: нагрузку, перемещение, крутящий момент, давление и ускорение. Именно поэтому область применения устройства остается достаточно широкой.

Датчик веса

| Измерение веса | Как это работает

Что такое датчик веса , какие существуют типы датчиков и как они работают?

Ознакомьтесь с функциями и возможностями различных датчиков веса, также известных как датчики веса, в этом подробном руководстве.


Датчик веса , изготовленный в США компанией FUTEK Advanced Sensor Technology (FUTEK), ведущим производителем, производящим огромный выбор датчиков веса , использующих одну из самых передовых технологий в индустрии датчиков: технологию тензодатчика на металлической фольге .Датчик веса определяется как датчик, который преобразует входную механическую нагрузку , вес, растяжение, сжатие или давление в электрический выходной сигнал (определение тензодатчика). Датчики веса также широко известны как датчик веса . Существует несколько типов тензодатчиков в зависимости от размера, геометрии и грузоподъемности.

Посетите наш магазин датчиков силы. Доступно более 600+ типов тензодатчиков!


Что такое датчик веса?

По определению, датчик веса - это тип датчика, в частности датчик веса .Он преобразует входную механическую силу , такую ​​как нагрузка , вес , растяжение , сжатие или давление , в другую физическую переменную, в данном случае в электрический выходной сигнал, который можно измерить, преобразовать и стандартизировать. . По мере увеличения силы, приложенной к датчику, электрический сигнал изменяется пропорционально.

Датчики веса

стали важным элементом во многих отраслях промышленности, включая автомобилестроение, высокоточное производство, аэрокосмическую и оборонную промышленность, промышленную автоматизацию, медицину и фармацевтику, а также робототехнику, где надежность и точность измерений имеют первостепенное значение.Совсем недавно, с развитием коллаборативных роботов (коботов) и хирургической робототехники, появилось много новых приложений для измерения веса .

Как работает датчик веса?

Во-первых, нам необходимо понять физику и материаловедение, лежащее в основе принципа действия для измерения веса деформации , который является тензодатчиком (иногда называемым тензодатчиком ). Тензодатчик из металлической фольги - это датчик, электрическое сопротивление которого зависит от приложенной силы.Другими словами, он преобразует (или преобразует) силу, давление, растяжение, сжатие, крутящий момент, вес и т. Д. В изменение электрического сопротивления, которое затем можно измерить.

Посетите наш магазин датчиков веса. Доступно более 600+ типов тензодатчиков!

Тензодатчики - это электрические проводники, плотно прикрепленные к пленке зигзагообразно. Когда эту пленку натягивают, она вместе с проводниками растягивается и удлиняется. Когда его толкают, он сокращается и становится короче.Это изменение формы вызывает изменение сопротивления в электрических проводниках. На основе этого принципа можно определить прилагаемую к весоизмерительной ячейке деформацию, поскольку сопротивление тензодатчика увеличивается с приложенной деформацией и уменьшается с уменьшением.

Рис. 1. Тензорезистор из металлической фольги. Источник: ScienceDirect

.

Конструктивно датчик веса состоит из металлического корпуса (также называемого изгибом), к которому прикреплены тензодатчики из фольги .Корпус датчика обычно изготавливается из алюминия или нержавеющей стали, что придает датчику две важные характеристики: (1) обеспечивает прочность, чтобы выдерживать высокие нагрузки, и (2) обладает эластичностью, позволяющей минимально деформироваться и возвращаться к своей исходной форме при воздействии силы. удаленный.

При приложении силы ( растяжение или сжатие ) металлический корпус действует как «пружина» и слегка деформируется, и, если он не подвергается перегрузке, возвращается к своей первоначальной форме. По мере деформации изгиба тензодатчик также изменяет свою форму и, следовательно, свое электрическое сопротивление, что создает изменение дифференциального напряжения через цепь моста Уитстона . Таким образом, изменение напряжения пропорционально физической силе, приложенной к изгибу, которую можно рассчитать с помощью выходного напряжения цепи весоизмерительной ячейки.

Рис. 2: Деформация тензодатчика как при растяжении, так и при сжатии.

Посетите наш магазин датчиков веса.Доступно более 600+ типов тензодатчиков!

Эти тензодатчики расположены в так называемой цепи моста Уитстона (см. Анимированную диаграмму). Это означает, что четыре тензодатчика соединены между собой в виде замкнутой цепи (цепи тензодатчика), и измерительная сетка измеряемой силы выравнивается соответствующим образом.

Тензометрические мостовые усилители (или усилители с тензодатчиками) подают регулируемое напряжение возбуждения на схему весоизмерительной ячейки и преобразуют выходной сигнал мВ / В в другую форму сигнала, более полезную для пользователя. Сигнал, генерируемый тензодатчиком, является сигналом низкой мощности и может не работать с другими компонентами системы, такими как ПЛК, модули сбора данных (DAQ), компьютеры или микропроцессоры. Таким образом, функции формирователя сигнала весоизмерительной ячейки включают в себя напряжение возбуждения, фильтрацию или ослабление шума, усиление сигнала и преобразование выходного сигнала.

Кроме того, изменение выходного напряжения усилителя откалибровано так, чтобы оно было линейно пропорциональным ньютоновской силе, приложенной к изгибу, которая может быть рассчитана с помощью уравнения для напряжения цепи весоизмерительного датчика .

Рис. 3: Цепь датчика веса тензодатчика - полная мостовая схема Уитстона.

Посетите наш магазин датчиков веса. Доступно более 600+ типов тензодатчиков!

Важное понятие, касающееся датчиков веса, - это чувствительность и точность . Вес Точность датчика можно определить как наименьшее количество силы, которое может быть приложено к корпусу датчика, необходимое для того, чтобы вызвать линейное и повторяемое изменение выходного напряжения. Чем выше точность датчика веса, тем лучше, поскольку он может постоянно фиксировать очень заметные изменения силы.В таких приложениях, как высокоточная автоматизация производства, хирургическая робототехника, аэрокосмическая промышленность, линейность весоизмерительных датчиков имеет первостепенное значение для обеспечения точного измерения в системе управления PLC или DAQ. Некоторые из наших универсальных весоизмерительных ячеек демонстрируют нелинейность ± 0,1% (от номинальной мощности) и неповторяемость ± 0,05% RO.

Каковы преимущества тензометрических датчиков веса?

Тензодатчик из металлической фольги Датчики являются наиболее распространенной технологией, учитывая ее высокую точность, долгосрочную надежность, разнообразие форм и геометрии датчиков, а также экономическую эффективность по сравнению с другими технологиями измерения.Кроме того, тензодатчики меньше подвержены влиянию колебаний температуры.

  • Самая высокая точность, которая может соответствовать многим стандартам от хирургической робототехники до авиакосмической промышленности;
  • Прочная конструкция из высокопрочной нержавеющей стали или алюминия;
  • Поддерживать высокую производительность при максимально долгом сроке службы даже в самых суровых условиях. Некоторые конструкции тензодатчиков могут работать до миллиардов полностью обращенных циклов (срок службы).
  • Множество геометрий и индивидуальных форм, а также варианты крепления для ЛЮБОЙ шкалы В ЛЮБОМ месте.
  • Полная гамма блюд с вместимостью от 10 граммов до 100 000 фунтов.

Какие бывают типы датчиков веса на основе тензодатчиков?

Несмотря на то, что существует несколько технологий для измерения силы, мы остановимся на наиболее распространенном типе тензодатчиков: тензодатчиках из металлической фольги. В пределах типов датчиков веса существует множество форм и геометрий тела, каждый из которых предназначен для различных приложений. Познакомьтесь с ними, если хотите купить датчик веса:

  • Линейный датчик веса - Чаще всего называемый линейным датчиком веса с наружной резьбой.Этот тип датчика силы может использоваться как при растяжении, так и при сжатии. Проточные датчики обеспечивают высокую точность и высокую жесткость при минимальном необходимом монтажном зазоре. Они отлично подходят для выносливости и пресса.
  • Ячейка нагрузки на колонну
  • - FUTEK предлагает широкий ассортимент емкостных датчиков нагрузки (также известных как датчики нагрузки на колонну), предназначенных для приложений с высокой нагрузкой на сжатие, таких как испытание силы зажима тисков станков с ЧПУ. Эти модели предлагают прочную конструкцию с грузоподъемностью от 2 000 до 30 000 фунтов.Компания FUTEK также разработала серию миниатюрных контейнеров для тензодатчиков для приложений, где размер является критическим фактором.
  • Кнопка нагрузки - Эти датчики веса имеют единственную плоскую выступающую поверхность (также известную как кнопка), на которую прикладывается сжимающая сила. Что впечатляет в кнопках загрузки, так это их низкий профиль. Какими бы небольшими они ни были, они известны своей надежностью и используются в приложениях, связанных с усталостью.
  • Тензодатчик S-Beam - Датчик веса S-Beam с другими названиями, включая датчики нагрузки Z-Beam или S, представляет собой датчик силы растяжения и сжатия с внутренней резьбой для установки.Обладая высокой точностью, датчиком нагрузки с тонким лучом и компактным профилем, этот тип датчика отлично подходит для поточной обработки и приложений с автоматической обратной связью.
  • Тензодатчик со сквозным отверстием - Известный также как тензодатчик со сквозным отверстием или тензодатчик с шайбой, датчики силы со сквозным отверстием традиционно имеют гладкий внутренний диаметр без резьбы, используемый для измерения сжимающих нагрузок, которые требуют, чтобы стержень проходил через его центр. Одно из основных применений этого типа датчика - измерение нагрузки на болты.
  • Тензодатчики типа «блины» - Тензодатчики типа «блины», канистры или универсальные датчики веса имеют центральное резьбовое отверстие для измерения нагрузок при растяжении или сжатии.Эти датчики веса используются в приложениях, где требуется высокая выносливость, высокая усталостная долговечность или высокопроизводительные линейные измерения. Они также обладают высокой устойчивостью к внеосевым нагрузкам.
  • Тензодатчик со стержневым концом - Датчик нагрузки этого типа предлагает для монтажа одну наружную и одну внутреннюю резьбу. Комбинация наружной и внутренней резьбы хорошо подходит для приложений, в которых необходимо приспособить датчик к существующему приспособлению.

Как выбрать датчик веса для вашего приложения?

Мы понимаем, что выбор подходящего датчика нагрузки - непростая задача, так как не существует реального отраслевого стандарта в отношении того, как его выбирать.Вы также можете столкнуться с некоторыми проблемами, в том числе с поиском совместимого усилителя или формирователя сигнала или потребностью в нестандартном продукте, который увеличил бы время доставки продукта.

Чтобы помочь вам выбрать датчик силы, компания FUTEK разработала простое руководство из 5 шагов. Вот краткая информация, которая поможет вам сузить круг выбора. Ознакомьтесь с нашим полным руководством «Важные соображения при выборе датчика измерения веса» для получения дополнительной информации.

  • Шаг 1: Изучите свое приложение и то, что вы измеряете .Датчики нагрузки отличаются от датчиков давления или датчиков крутящего момента и предназначены для измерения нагрузок на растяжение и сжатие.
  • Шаг 2 : Определите монтажные характеристики датчика и его сборку. У вас статическая нагрузка или она динамическая? Определите тип крепления. Как вы будете устанавливать этот датчик силы?

Поточные диаграммы

Схемы бокового монтажа

  • Шаг 3 : Определите минимальные и максимальные требования к емкости. Обязательно выберите грузоподъемность сверх максимальной рабочей нагрузки и определите все посторонние нагрузки (боковые нагрузки или нецентральные нагрузки) и моменты до выбора грузоподъемности.
  • Шаг 4: Определите свой размер и геометрию требования (ширина, вес, высота, длина и т. Д.) И требования к механическим характеристикам (выход, нелинейность, гистерезис, ползучесть, сопротивление моста, разрешение, частотная характеристика и т. Д.) .) Другие характеристики, которые следует учитывать, включают погружные (водонепроницаемые), криогенные, высокотемпературные, множественные или дублирующие мосты и TEDS IEEE1451.4.
  • Шаг 5: Определите тип вывода, который требуется вашему приложению. Цепи весовых преобразователей выходят напряжение в мВ / В. Итак, если вашему ПЛК или DAQ требуется аналоговый выход, цифровой выход или последовательная связь, вам, безусловно, понадобится усилитель тензодатчика. Убедитесь, что вы выбрали правильный усилитель, а также откалибруйте всю систему измерения (датчик нагрузки + формирователь сигнала). Это готовое решение обеспечивает большую совместимость и точность всей системы измерения веса.

Для получения более подробной информации о нашем 5-шаговом руководстве, пожалуйста, посетите наш «Как выбрать датчик измерения силы» для получения полных рекомендаций.

Посетите наш магазин датчиков веса. Доступно более 600+ типов тензодатчиков!

Почему так важна калибровка датчиков веса?

Калибровка датчика веса

- это регулировка или набор корректировок, которые выполняются на датчике , или инструменте (усилителе), чтобы убедиться, что датчик работает как точно или безошибочно, насколько это возможно.

Каждый датчик веса подвержен ошибкам измерения . Эти структурные погрешности представляют собой просто алгебраическую разницу между значением, которое отображается на выходе датчика , и фактическим значением измеряемой переменной или известными контрольными весами. Ошибки измерения могут быть вызваны многими факторами:

Смещение нуля (или нулевой баланс датчика веса): Смещение означает, что выходной сигнал датчика при нулевом весе (истинный ноль) выше или ниже идеального выходного сигнала.Кроме того, стабильность нуля относится к степени, в которой преобразователь поддерживает баланс нуля при постоянных условиях окружающей среды и других переменных.

Линейность (или нелинейность): Некоторые датчики имеют полностью линейную характеристическую кривую, что означает, что выходная чувствительность (крутизна) изменяется с разной скоростью во всем диапазоне измерения. Некоторые датчики достаточно линейны в желаемом диапазоне и не отклоняются от прямой (теоретически), но некоторые датчики требуют более сложных вычислений для линеаризации выходного сигнала.Таким образом, нелинейность датчика веса - это максимальное отклонение фактической калибровочной кривой от идеальной прямой линии, проведенной между выходами без давления и номинальным давлением, выраженное в процентах от номинального выхода.

Гистерезис: Максимальная разница между показаниями на выходе датчика для одного и того же приложенного веса; одно показание получается путем увеличения веса от нуля, а другое - за счет уменьшения веса от номинальной мощности. Обычно он измеряется при половине номинальной мощности и выражается в процентах от номинальной мощности.Чтобы свести к минимуму ползучесть, измерения следует проводить как можно быстрее.

Повторяемость (или неповторяемость): Максимальная разница между показаниями на выходе датчика для повторных входов при одинаковом весе и условиях окружающей среды. Это выражается в способности датчика веса поддерживать постоянный выходной сигнал при повторном применении одинакового веса.

Температурный сдвиг диапазона и нуля: Изменение выходного сигнала и нулевого баланса, соответственно, из-за изменения температуры преобразователя.

Рис. 5: Калибровочная кривая датчика веса.

Каждый датчик веса имеет «характеристическую кривую» или «калибровочную кривую», которая определяет реакцию датчика на входной сигнал. Во время регулярной калибровки с использованием калибровочной машины весового преобразователя мы проверяем смещение нуля датчика и линейность, сравнивая выходной сигнал датчика с эталонными гирями и регулируя реакцию датчика для получения идеального линейного выходного сигнала. Оборудование для калибровки датчика веса также проверяет гистерезис, повторяемость и температурный сдвиг, когда клиенты запрашивают его для некоторых критически важных приложений измерения веса.

Для получения дополнительной информации о калибровке, пожалуйста, обратитесь к нашей странице часто задаваемых вопросов о калибровке сенсора.

Если у вас есть дополнительные вопросы о терминах и определениях калибровки, обратитесь к нашему Глоссарию терминов калибровки датчиков.

Хотите знать, какие услуги по калибровке мы предлагаем для вашего датчика и / или системы?

Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше!

Как часто следует калибровать датчик измерения веса?

Поскольку тензодатчики подвержены постоянному использованию, старению, дрейфу выходного сигнала, перегрузкам и неправильному обращению, FUTEK настоятельно рекомендует ежегодно проводить повторную калибровку.Частая повторная калибровка помогает подтвердить, сохраняла ли датчик свою точность с течением времени, и предоставляет сертификат калибровки весоизмерительного датчика, подтверждающий, что датчик по-прежнему соответствует спецификациям.

Однако, когда датчик используется в критических приложениях и суровых условиях, датчики веса могут потребовать еще более частой калибровки. Проконсультируйтесь о соответствующих интервалах калибровки с нашей группой технической поддержки, которая поможет вам оценить наиболее экономичный интервал обслуживания калибровки для вашего датчика веса.

Посетите наш магазин тензодатчиков. Доступно более 600+ типов тензодатчиков!

Как измерить вес с помощью датчиков веса

В этой статье мы обсудим, как вы можете измерять вес с помощью датчиков веса, достаточно подробно, чтобы вы:

  • См. , как работают датчики веса
  • Узнайте , как измерения веса производятся в науке и промышленности
  • Поймите , как включить их в свое тестирование

Готовы начать? Пошли!

Что такое тензодатчик?

Весоизмерительный датчик - это, по сути, датчик силы или датчик силы .Он используется в основном для измерения веса. И хотя их можно использовать для измерения других сил, таких как крутящий момент, сжатие, давление и т. Д., В этой статье мы сосредоточимся на приложениях для измерения веса .

Пример датчика тензодатчика
Источник изображения: Daraceleste / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Хотя гравитация - самая слабая из четырех фундаментальных сил, удерживающих Вселенную от разлета, она единственная, которую мы можем непосредственно воспринимать.Все на Земле, обладающее массой, испытывает это, поскольку сила тяжести тянет его к железному ядру в центре нашей планеты. Вес и масса связаны силой тяжести.

Мировой стандартной единицей измерения веса является килограмм (кг) . Даже в США, где имперские единицы измерения веса, расстояния и объема все еще широко используются, эти единицы привязаны к метрической системе СИ.

Таким образом, фунт (веса) в США определяется не другими имперскими измерениями, а официально равен 0.45359237 килограмм. Методика расчета килограммовой массы была определена мировыми учеными в 2019 году для ссылки на постоянную Планка и удалена как ссылка на физический образец.

Если убрать гравитацию, объект буквально ничего не весит, но его масса остается неизменной. Когда вы что-то взвешиваете, вы на самом деле измеряете массу этого объекта по отношению к этой планете. Фактически, датчик веса измеряет массу. Но это актуально только с точки зрения того, что означает здесь, на Земле.

В тензодатчиках используется несколько основных технологий, например, пневматические датчики веса (часто используемые в приложениях искробезопасности). Гидравлические датчики веса не требуют питания и поэтому часто используются в удаленных, труднодоступных местах. Существуют также пьезоэлектрические датчики веса, которые обеспечивают высокий (но нелинейный) выходной сигнал.

Но мы сосредоточимся на тензодатчиках , тензодатчиках , они являются наиболее распространенным типом, используемым сегодня в мире. Они недорогие, очень надежные и могут обрабатывать широкий диапазон входных сил. Они являются стандартом де-факто в индустрии взвешивания и обеспечивают полную точность шкалы , равную 0.25% и лучше .

Вы можете даже каждое утро использовать тензодатчики, даже не осознавая этого. Это может выглядеть примерно так:

Цифровые весы для ванной - тензодатчик на основе тензодатчика

В то время как в классических механических весах используется ряд рычагов для распределения приложенного веса и привода пружины, соединенной с механическим циферблатом, в большинстве современных цифровых моделей для расчета вашего веса используются несколько тензодатчиков.

Когда вы один раз нажимаете ногой на измерительную пластину, микроконтроллер «просыпается» и выполняет калибровку смещения нуля тензодатчиков. Цифровой дисплей показывает 0,0 кг (или фунта), и вы готовы встать и взвесить себя.

В более совершенных цифровых весах для ванных комнат тензодатчики размещены в каждом из четырех углов весов. Фактически, они часто встроены в «ножки» весов. Два тензодатчика находятся в режиме растяжения, а два других - в режиме сжатия.

Когда вы встаете на весы, микроконтроллер берет их выходные данные и преобразует их в совокупное значение веса в выбранной единице измерения и отображает это число на датчике. В некоторых моделях даже используется термопара для измерения температуры окружающей среды и учета этого фактора в уравнении, поскольку тензодатчики являются датчиками на основе сопротивления и зависят от температуры.

Хорошо, это было весело, но теперь давайте посмотрим на датчики веса, используемые для научных измерений в приложениях сбора данных.

Как работает тензодатчик на основе тензодатчика?

Тензодатчик (также известный как «тензодатчик») измеряет деформацию посредством изменения сопротивления. Рисунок из металлической фольги закреплен на гибкой подложке, которая также служит изолятором. Через узор из фольги пропускается ток. Когда испытуемый объект подвергается напряжению (т.е. сжимается или подвергается растяжению), происходит изменение сопротивления, которое пропорционально величине отклонения.

Полномостовой тензодатчик

Когда проводник растягивается, его сопротивление увеличивается.Когда он сжимается, его сопротивление уменьшается. Это изменение сопротивления можно измерить с помощью моста Уитстона, который представляет собой четыре тензометрических датчика, расположенных по схеме.

Работа тензодатчика (изгиб преувеличен для ясности)
Изображение предоставлено WikiCommon

Схема моста Уитстона

Измеряя все четыре датчика, вы попадаете в конфигурацию с полным мостом . На приведенной выше схеме полного моста выходное напряжение датчика измеряется в точках C и B, а напряжение возбуждения подается в точках A и D.

Итак, когда мы устанавливаем тензодатчик на механический корпус, а затем подвергаем этот корпус нагрузке или силе, такой как вес, датчик будет измерять относительное сжатие или растяжение, вызванное этой силой. Комбинация такого корпуса с установленным на нем тензодатчиком представляет собой тензодатчик.

Теперь давайте посмотрим на различные формы и размеры таких датчиков веса и на то, как они используются.

Приложения для измерения тензодатчиков

Существует практически неограниченное количество возможных применений для тензодатчиков, больших и малых.Вот лишь некоторые из них:

  • Испытания материалов - измерение веса деталей по мере их изготовления на соответствие
  • Aerospace - испытание тяги реактивных двигателей, измерение нагрузки на колеса и шасси
  • Marine - мониторинг напряжений на швартовных тросах, когда они растягиваются под нагрузкой судна, движущегося по воде
  • Транспорт - измерение крутящего момента электрических, бензиновых и дизельных двигателей, контроль осевой нагрузки, нагрузки на колеса поездов и грузовиков, измерение веса груза на станциях взвешивания на шоссе
  • Industrial - Измерения силы на редукторах и насосах, измерения натяжения при прокладке подводных труб, измерения натяжения и силы на бумажных фабриках и сталелитейных заводах, вес бункера и судна
  • Медицина / здравоохранение - Больничные койки для взвешивания пациента, точные весы для младенцев и младенцев-инкубаторов, измерения нагрузки на физиотерапевтическое оборудование и тренажеры.
  • Конструкция - Силы троса в лифтах, силы на строительных лесах в соответствии с международными стандартами. Для интересного примечания по применению см. Https://dewesoft.com/case-studies/scaffolding-test-safety-approval
  • .
  • Развлечения - Тензодатчики S-типа устанавливаются в середине тросов, используемых для подъема акробатов и актеров, гарантируя, что сила не превышает предписанных уровней
  • Petrochemical - измерение сил на буровых инструментах для добычи нефти и газа
  • Фермерство и животноводство - Измерение веса домашнего скота, проходящего по желобам, измерение сил на кабелях и принимающем оборудовании, вес бункера, кружки и силоса
  • Бытовые / потребительские - цифровые весы для ванной

Когда мы рассматриваем огромное разнообразие, представленное всего лишь дюжиной или около того приложений, становится ясно, что измерения силы и веса аналогичны измерениям температуры в том смысле, что они являются фундаментальными для десятков тысяч приложений практически во всех отраслях промышленности.

Рекомендации по использованию тензодатчиков

Максимальная грузоподъемность

Важно выбрать датчик веса, который не только соответствует виду или направлению нагрузки, которую вы хотите измерить, но и рассчитан на работу с максимальной ожидаемой нагрузкой.

Например, весоизмерительные ячейки рассчитаны на максимальный кг (или фунт). Очевидно, что для измерения веса до 1000 кг вам понадобится датчик веса, который рассчитан как минимум на 1,5–2 раза больше.

Двухточечная калибровка и установка нуля

Калибровочный лист, с которым поставляется каждый датчик веса, покажет вам предпочтительное напряжение возбуждения и чувствительность встроенных в него тензодатчиков.Они понадобятся вам для настройки программного обеспечения для точного измерения выходной мощности в желаемых единицах измерения, обычно в килограммах или фунтах.

В программном обеспечении Dewesoft X довольно легко выполнить калибровку нуля любого датчика , например, удалить все нагрузки и затем нажать кнопку ZERO в программе (точно так же, как ваши весы для ванной делают это автоматически). Вы также можете выполнить двухточечную калибровку с использованием известной эталонной нагрузки, гарантируя, что ваш весоизмерительный датчик выдает правильные линейные значения между нулем и эталонной нагрузкой, которую вы применяете.

Настройка и калибровка тензодатчика в программе Dewesoft X DAQ

Соображения по охране окружающей среды

Если датчик веса будет использоваться в среде, содержащей агрессивные газы, воду, пар и т. Д., Необходимо использовать датчик веса, который классифицирован как устойчивый к коррозии. Герметичные весоизмерительные ячейки из нержавеющей стали (обратите внимание на высокие степени защиты IP, такие как IP65 и выше) созданы специально для этих неблагоприятных условий. И, конечно же, любой датчик или система, которые будут использоваться во взрывоопасной атмосфере, должны быть сертифицированы как искробезопасные и / или взрывозащищенные в зависимости от нормативных требований.

Типы тензодатчиков

Существуют весоизмерительные ячейки различных форм и размеров для различных применений. Вот основные из доступных сегодня:

  • Датчики нагрузки для стержня / изгибающейся балки
  • Тензодатчики канистры
  • Тензодатчики с S-образной балкой
  • Датчики нагрузки через отверстие / пончик
  • Тензодатчики для блинов


Датчики нагрузки на стержень / изгибающуюся балку

Существует также различие между одноточечными датчиками веса и мощными моделями сжатия, которые распределяют нагрузку между четырьмя или более тензодатчиками для повышения точности и / или производительности.Выше представлены лишь некоторые из основных типов датчиков веса. Есть много других, а также несколько специальных типов, разработанных для особых приложений и сред. Существуют низкопрофильные, миниатюрные и сверхминиатюрные весоизмерительные ячейки, которые можно использовать в очень маленьких местах. На другом конце спектра находятся датчики веса, используемые для измерения сотен тонн, которые по понятным причинам довольно велики.

Типичный датчик нагрузки с изгибающейся балкой
Источник изображения: Daraceleste [CC BY-SA (https: // creativecommons.org / licenses / by-sa / 4.0)]

Стержень или Изгибающая балка (также известная как бинокулярная балка ) весоизмерительные ячейки обычно используются для промышленных весов. Один конец стержня прикреплен к конструкции, а к свободному концу датчика прилагается сила (см. F на рисунке выше).

Эта сила вызывает удлинение или сжатие четырех тензодатчиков, встроенных в верхнюю и нижнюю части, а также на каждом конце датчика веса, в зависимости от того, насколько приложение или снятие силы воздействует на конструкцию датчика веса.Эти крошечные изменения потенциала тензорезисторов легко конвертируются в вес с помощью нашего программного обеспечения для сбора данных Dewesoft X.

Применение датчика нагрузки с изгибающей балкой

Тензодатчики канистры

Также известный как «контейнерный тензодатчик», тензодатчик сжатия является наиболее основным типом тензодатчика. Он используется в основном как промышленные весы для измерения веса груза, который на него помещен. Он получил свое название из-за своей формы, напоминающей канистру.

Типичный тензодатчик канистрового типа
Daraceleste [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Тензодатчики с S-образной балкой

Весоизмерительные ячейки

S-Beam также подходят как для толкания, так и для тяги. Они получили свое название из-за своей отличительной формы. Обычно они соединяются в центре стального троса. Представьте, что трос используется для подъема тяжелого груза.

Типовой датчик нагрузки с S-образной балкой
Daraceleste [CC BY-SA (https: // creativecommons.org / licenses / by-sa / 4.0)]

Датчики нагрузки со сквозным отверстием / пончиком

Некоторые из этих типов предназначены только для сжатия, в то время как другие доступны как для сжатия, так и для растяжения. Центральное отверстие позволяет части конструкции проходить через датчик нагрузки, если это необходимо. Некоторые модели имеют дополнительные сквозные отверстия, расположенные вокруг центрального отверстия для дополнительных механических соединений.


Типичный тензодатчик пончика / сквозного отверстия
Изображение любезно предоставлено Forsentek

Тензодатчики для блинов

Весоизмерительные ячейки

Pancake предназначены для приложений, в которых происходит как растяжение, так и сжатие (растяжение и толкание).

Типичный тензодатчик типа блинов
Daraceleste [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Системы сбора данных, совместимые с тензодатчиками Dewesoft

Системы сбора данных SIRIUS

Системы

SIRIUS DAQ предлагают технологию DualCoreADC®, которая усиливает двойные 24-битные дельта-сигма преобразователи АЦП с фильтром сглаживания на каждом канале, достигая удивительного 160 дБ динамического диапазона во временной и частотной областях, с максимумом до 200 kS / s / ch частота дискретизации на канал .

Срезы SIRIUS могут содержать до 8 или 16 каналов аналогового ввода. Каждая система SIRIUS DAQ включает отмеченное наградами программное обеспечение сбора данных Dewesoft X для полной настройки системы, работы, отображения, хранения, анализа и создания отчетов.

Список усилителей SIRIUS, совместимых с датчиками веса:

  • SIRIUS STG (8 каналов), 200 kS / s, поддерживает все типы деформации, высокий входной диапазон
  • SIRIUS STGM (8 каналов) 200 kS / s, Низкое энергопотребление, датчик и баланс усилителя
  • SIRIUS-LV (8 каналов), 200 kS / s, поддерживает полное мостовое соединение
  • SIRIUS-HD STGS (16 каналов) 200 kS / s, Низкое энергопотребление, балансировка датчика и усилителя
  • SIRIUS-HS STG (8 каналов) 1 MS / s, поддерживает все типы деформации, высокий входной диапазон
  • SIRIUS-HS-LV (8 каналов), 1 MS / s, поддерживает полное мостовое соединение

Для получения дополнительной информации посетите страницу системы SIRIUS DAQ.

KRYPTON DAQ Systems

Семейство KRYPTON DAQ предлагает модули тензодатчиков повышенной прочности с 1, 3 или 6 каналами на модуль. Доступно множество других модулей KRYPTON и KRYPTON ONE для других типов датчиков и сигналов. Модули KRYPTON DAQ имеют степень защиты IP67 и предназначены для самых тяжелых условий эксплуатации - ударов, вибрации и экстремальных температур. Каждая система KRYPTON включает отмеченное наградами программное обеспечение сбора данных Dewesoft X для полной настройки системы, работы, отображения, хранения, анализа и создания отчетов.

Список модулей KRYPTON DAQ, совместимых с датчиками веса:

  • KRYPTON-3xSTG и KRYPTON-6xSTG: 3- или 6-канальный модуль сбора данных, который поддерживает все типы тензодатчиков и широкий диапазон входных сигналов.
  • KRYPTONi-1xSTG: 1-канальный изолированный DAQ-модуль, который поддерживает все типы деформации и большой входной диапазон.

Для получения дополнительной информации посетите страницу системы KRYPTON DAQ.

IOLITE Системы сбора данных и управления

Система сбора данных и управления

IOLITE сочетает в себе мощный сбор данных с управлением в реальном времени через двойные интерфейсы EtherCAT.Обратите внимание, что IOLITE-6xSTG также поддерживает модули DSI, которые адаптируют его для работы с широким спектром других датчиков. Доступен как в стоечной модели 19 ”, так и в настольной модели. Каждая система IOLITE включает отмеченное наградами программное обеспечение DEWESoft X для полной настройки системы, работы, отображения, хранения, анализа и создания отчетов.

Список модулей IOLITE DAQ, совместимых с датчиками тензодатчиков:

  • IOLITE-6xSTG (6 каналов) Поддерживает все типы деформации, высокий входной диапазон

Для получения дополнительной информации посетите страницу системы сбора данных и управления IOLITE.

DEWE-43A Система сбора данных

DEWE-43A - это портативный 8-канальный модуль сбора данных, который имеет восемь полномостовых / низковольтных входов на разъемах DB-9, а также 8 входов счетчиков / энкодеров и два интерфейса высокоскоростной шины CAN.

Он подключается к любому компьютеру с Windows через фиксируемый USB-разъем. Аналоговые входы могут изначально использоваться для полномостовых подключений, или вы можете использовать адаптеры DSI для четвертьмостовых и полумостовых подключений.

Другие адаптеры DSI позволяют каждому входу обрабатывать другие сигналы, такие как IEPE, заряд, LVDT, 200 В, амперы, миллиамперы и т. Д.Каждая система DEWE-43A включает отмеченное наградами программное обеспечение DEWESoft X для полной настройки системы, работы, отображения, хранения, анализа и создания отчетов.

  • Аналоговый вход DEWE-43A (8 каналов) 200 kS / s. Поддерживает полный мост (другие через адаптеры DSI)

Для получения дополнительной информации посетите страницу системы сбора данных DEWE-43A.

Тензодатчики для точных измерений

Почему тензодатчики

Весоизмерительные ячейки с тензометрическим датчиком

- это преобладающее устройство, используемое в промышленных весах и измерениях силы, которое обеспечивает стабильную и экономичную высокую степень точности.Тензодатчики продолжают совершенствоваться с точки зрения чувствительности и чувствительности, что делает эти продукты предпочтительным вариантом для различных промышленных приложений взвешивания и тестирования. Измерение деформации внутри тензодатчика обычно более удобно и рентабельно, чем прямое размещение датчиков на механических компонентах, и позволяет легко установить датчик непосредственно на машины или автоматизированное производственное оборудование для более точных измерений веса и силы.

Как они работают

Весоизмерительные ячейки

измеряют вес и давление путем преобразования механической силы в электрический сигнал.При прикреплении болтами к несущей балке или детали промышленного оборудования тензодатчик измеряет деформацию детали, возникающую в результате приложенной силы.

Обычно четыре или более тензодатчика используются в каждом датчике веса для обеспечения максимальной чувствительности, а также специальные компоненты для компенсации колебаний температуры. Когда к весоизмерительному датчику прикладывается сила, и датчик и специальные связанные в нем тензорезисторы деформируются, весоизмерительный датчик преобразует механическую силу в электрический сигнал, который отправляется на кондиционеры сигналов, компьютеры или записывающие устройства.

Выберите центральный датчик нагрузки

Load Cell Central разрабатывает и производит датчики нагрузки на основе тензодатчиков для различных мощностей, приложений и отраслей. Поскольку весоизмерительные ячейки и весовые модули с болтовым креплением могут быть эффективно установлены непосредственно на оборудование, они часто используются промышленными заказчиками, которым требуется максимальная точность и аккуратность при взвешивании.

Компания

Load Cell Central предоставила тензодатчики и механические компоненты с тензометрическим датчиком для различных применений: от опор для испытания на тягу ракетных двигателей и мачт парусных лодок, приводных валов и до автоматизированных производственных процессов.Наша команда может помочь вам выбрать идеальные датчики веса «со склада», соответствующие вашим требованиям, или поработать с вами над разработкой индивидуальных решений.

Просмотрите нашу подборку тензодатчиков, чтобы просмотреть спецификации продукта, запросить ценовое предложение в Интернете или просто позвоните и поговорите с одним из наших дружелюбных и опытных технических специалистов по продажам. Load Cell Central предоставляет всестороннюю поддержку и помощь по телефону или через наш веб-сайт.

Как работает тензодатчик?

Что такое тензодатчик?

Тензодатчик - это тип преобразователя, который представляет собой устройство, преобразующее энергию из одной формы в другую.В частности, весоизмерительные ячейки представляют собой преобразователи силы , преобразующие кинетическую энергию силы, такой как растяжение, сжатие, давление или крутящий момент, в измеримый электрический сигнал. Сила сигнала изменяется пропорционально приложенной силе. В зависимости от выходного сигнала существует три основных типа датчиков веса: гидравлические, пневматические и тензодатчики. (Центр тензодатчиков имеет дело исключительно с тензодатчиками.)

Наиболее часто используемым типом тензодатчика в промышленности является тензодатчик.Этот тип датчика веса точен и экономичен. Тензодатчик тензодатчика состоит из твердого металлического корпуса (или «пружинного элемента»), на котором закреплены тензодатчики. Корпус обычно изготавливается из алюминия, легированной стали или нержавеющей стали, что делает его очень прочным, но при этом минимально эластичным. При приложении нагрузки корпус датчика веса слегка деформируется, но, если он не перегружен, всегда возвращается к своей первоначальной форме. В ответ на изменение формы тела тензодатчики также меняют форму.Это, в свою очередь, вызывает изменение электрического сопротивления тензодатчика, которое затем может быть измерено как изменение напряжения. Поскольку это изменение выходной мощности пропорционально приложенному весу, вес объекта может быть определен по изменению напряжения.

Тензодатчики

Как работает тензодатчик?

Чтобы ответить на вопрос «Как работает тензодатчик?» Сначала нам нужно ответить на вопрос «Как работает тензодатчик?». Тензодатчик - это устройство, которое измеряет изменение электрического сопротивления при приложении силы.Типичный тензодатчик состоит из очень тонкой проволоки или фольги, расположенной в виде сетки таким образом, чтобы при приложении деформации вдоль одной оси возникало линейное изменение сопротивления. Доступно множество типов тензодатчиков:

  • Линейные тензодатчики: Проволока, прикрепленная к основе тензодатчика, проходит параллельно краям тензодатчика. Они используются для измерения осевой деформации и деформации изгиба.
  • Датчики деформации сдвига: Проволока, прикрепленная к основе тензодатчика, проложена под углом 45 ° к сторонам датчика.Они используются для измерения.

Тензодатчики часто используются вместе с большим количеством тензодатчиков для повышения точности. Один активный тензодатчик называется четвертьмостом, два активных тензодатчика - полумостом, а четыре активных тензодатчика - полным мостом.

Изменения сопротивления тензодатчика различаются в тензодатчиках растяжения и тензодатчиках сжатия. Сила натяжения заставляет тензодатчик становиться тоньше и длиннее, увеличивая сопротивление.Сила сжатия заставляет тензодатчик становиться все толще и короче, уменьшая сопротивление. Тензодатчик прикреплен к тонкой основе (держателю), которая прикреплена непосредственно к датчику нагрузки, позволяя тензодатчику испытывать напряжение датчика.

Изменение сопротивления, измеренное одним тензодатчиком, чрезвычайно мало, около 0,12 Ом. Чувствительность тензодатчика увеличивается с увеличением количества применяемых тензодатчиков. Хороший способ превратить эти небольшие изменения в нечто более измеримое - соединить их в виде моста Уитстона.

Типы тензодатчиков

Тензодатчики имеют разную ориентацию в зависимости от типа измеряемой силы. Деформация изгиба, деформация сдвига, осевая деформация, крутящий момент и давление измеряются с использованием специальной схемы тензодатчиков. См. Наш блог о типах тензодатчиков для получения дополнительной информации.

Мост Уитстона

Мост Уитстона представляет собой конфигурацию из четырех симметричных резисторов с известным напряжением возбуждения, как показано ниже:

В EX - известное постоянное напряжение, а V O - измеренное.Если все резисторы сбалансированы, то есть R 1 / R 2 = R 3 / R 4 , тогда V O равно нулю. Если есть изменение номинала одного из резисторов, то V O будет иметь результирующее изменение, которое можно измерить и интерпретировать с помощью закона Ома. Закон Ома гласит, что ток (I, измеренный в амперах), протекающий по проводнику между двумя точками, прямо пропорционален напряжению (V) в этих двух точках. Сопротивление (R, измеряемое в Ом) вводится как константа в этом соотношении, не зависящая от тока.Закон Ома выражается уравнением I = V / R.

При применении к 4 ветвям цепи моста Уитстона результирующее уравнение будет:

V O = R3 R 2 × В EX
R 3 + R 4 R 1 + R 2

В тензодатчиках эти резисторы заменены тензодатчиками при попеременных измерениях растяжения и сжатия.Когда к весоизмерительному датчику прикладывается сила, сопротивление каждого тензодатчика изменяется, и измеряется V O . Из полученных данных можно легко определить V O , используя приведенное выше уравнение.

Дара Трент, директор по техническому контенту

В Load Cell Central с 2017 года Дара работает напрямую с нашими инженерами и техническими специалистами, создавая точные и актуальные материалы для обслуживания и информирования наших клиентов. Помимо написания контента, она также управляет нашим графическим дизайном и интернет-маркетингом.

Датчик веса тензометрического датчика с 2 отверстиями на тензорезисторе

Датчик веса с двумя отверстиями на тензодат и надежный производственный датчик с преимуществами, связанными со сложной установкой тензодатчика. Они были разработаны для измерения деформации при растяжении и сжатии при изгибе в диапазоне от 50 до 1100 микродеформаций для использования в таких областях, как автомобили, строительные конструкции, силосы, бункеры, сосуды и специальные инженерные проекты.

Датчики с высокой степенью деформации с болтовым креплением

Тензодатчики с болтовым креплением широко используются, однако они зависят от трения болтового соединения. Когда деформации превышают 600 микродеформаций и имеют ударные нагрузки, обычный датчик деформации с болтовым креплением покажет нулевое смещение. Конструкция Datum тензодатчиков с болтовым креплением очень податлива и может использоваться при гораздо больших деформациях, вплоть до 10 000 микродеформаций. Первоначальное применение было сделано для кованых осей транспортных средств, где деформации превышают 1500 микродеформаций, а обычный датчик с болтовым креплением ранее не использовался.

Спецификация тензометрических датчиков с болтовым креплением

Наши тензометрические датчики с болтовым креплением для измерения веса быстро и легко устанавливаются без каких-либо тонких проводов или пайки. Его практичная прочная конструкция позволяет тензодатчику работать практически в любых условиях, в любую погоду и даже под водой, если это необходимо. Это действительно универсальный продукт со степенью защиты IP68, который обеспечит надежную и точную индикацию деформации независимо от области применения или условий окружающей среды. Все датчики предварительно тестируются и проверяются во время окончательной сборки, что гарантирует надежность и качество всех наших датчиков.

  • Номинальный диапазон деформации: 10–1100 микронапряжений
  • Номинальная мощность: 1,5 мВ / В для 1000 микронных деформаций (номинальная)
  • Повторяемость: 0,1% полной шкалы
  • Защита окружающей среды: IP68
  • Рабочая температура: От -20ºC до + 80ºC

Запросить цену

Варианты выходов датчиков деформации с болтовым креплением

Выходной мостик для тензодатчиков - датчик с болтовым креплением имеет четырехпроводное соединение с тензодатчиками, которые сконфигурированы как мост Уитстона .Для этого выхода потребуется усилитель. Он будет совместим с большинством усилителей и индикаторов тензодатчиков. Если вашему индикатору требуется 6-проводный вход, обратитесь к нашему руководству по подключению.

  1. Выходы 4–20 мА:
    - 4 мА = 600 микронапряжений, 12 мА ноль, 20 мА = +600 микронапряжений
    - 4 мА = {значение заказчика} микронапряжение, 12 мА ноль, 20 мА = {значение заказчика} микро-деформация
    - 4 мА = ноль, 20 мА = 1000 микронапряжений
    - 4 мА = ноль, 20 мА = {значение заказчика}
    Обратите внимание, при выборе выходного значения, пожалуйста, позвольте датчику показывать смещение до 200 микроджимов, когда прикручен к неровной поверхности.Даже на шлифованных плоских поверхностях будет происходить небольшое смещение.
  2. Выходы 0–10 В пост. Тока:
    - 0 В = 600 микронапряжений, 5 В ноль, 20 мА = 10 В микронапряжений
    - 0 В = {значение заказчика} микронапряжение, 5 В ноль , 10V = {значение клиента} микронапряжение
    - 0V = ноль, 10V = 1000 микронапряжение
    - 0V = ноль, 10V = {значение клиента}
    . Обратите внимание, при выборе выходного значения, пожалуйста, позвольте датчику показывать до смещение на 200 микродеформаций при креплении болтами к неровной поверхности. Даже на отшлифованных плоских поверхностях произойдет небольшое смещение.
  3. Последовательный выход RS485
  4. Выход шины CAN
  5. Выход ШИМ

Разнообразие тензометрических датчиков с болтовым креплением

Используя новейшие методы и технологии тензодатчиков, тензодатчик с болтовым креплением дает вам точные и надежные данные , которые вам понадобятся в ряде сложных условий. Датчики с болтовым креплением полностью совместимы с нашим широким спектром индикаторов нагрузки и деформации и усилителей, что позволяет вам использовать любое количество датчиков параллельно для вашего приложения.Прямая последовательная связь с ПК или аналоговый вход для регистратора данных или ПЛК также является опцией, и ее также очень легко реализовать.

Датчик деформации Series 460 с болтовым креплением - это не только незаменимый продукт для измерения микродеформации, но также он может стать неотъемлемой частью системы контроля деформации.

Тензодатчик серии 460 с двумя отверстиями, тензодатчик с болтовым креплением

Стандартный датчик деформации с двумя отверстиями с болтовым креплением можно прикрепить болтами непосредственно к конструкции для использования в различных областях применения и в различных средах. .Мы рекомендуем, чтобы конструкция, к которой крепится датчик, была как минимум в 10 раз больше, чем датчик, для получения точных и надежных данных измерения.

ДАТЧИКИ - Flexo Industries

Типы датчиков
Тензорезистор / датчик давления и веса

Тензодатчик / тензодатчик - это небольшой компонент из тонкой бумаги, содержащий рисунок сопротивления, сопротивление которого изменяется при приложении силы к конструкции, к которой прикреплены тензодатчики / датчики.Они используются для преобразования силы, давления, натяжения, веса, крутящего момента и т. Д. В изменение электрического сопротивления, которое затем может быть измерено и откалибровано с использованием различных типов широко доступных методов. Когда к неподвижному объекту прикладываются внешние силы, возникают напряжение и деформация.

Как они работают?

Датчик приклеивается к контролируемому объекту с помощью подходящего клея. По мере деформации объекта фольга деформируется, что приводит к изменению ее электрического сопротивления.Это изменение сопротивления увеличит выходной сигнал среднего напряжения по мере увеличения приложенной нагрузки, что может быть отображено на специальном дисплее, подходящем для вашего приложения, который может преобразовать выходной сигнал среднего напряжения в любые единицы измерения по вашему выбору, такие как фунты, кг, фунты на квадратный дюйм…

Как они устанавливаются?

Известно, что установка измерителя / тензодатчика предпочтительно выполняется в лабораторных условиях из-за того, что они чрезвычайно деликатны и требуют огромного количества времени, деликатности и точности для крепления тензодатчика / тензодатчика без растрескивания или повреждения тонких компонентов. .После того, как поверхность должным образом выровнена и очищена от любой краски, пыли или жира, тензодатчик / датчик обычно приклеивается с помощью подходящего клея и давления в течение определенного периода времени. После того, как этот шаг будет выполнен, установщик должен припаять очень тонкие электрические провода, «почти такие же тонкие, как человеческий волос», к клеммам тензодатчика / тензорезистора, чтобы завершить полный мост Уитстона, чтобы можно было подключить его к системе, которая будет считывать выход тензодатчика, такой как традиционные весоизмерительные ячейки.

Почему тензометрический датчик Flexco является такой инновацией в области соединения тензодатчиков / датчиков?

Зная, насколько хрупки тензодатчики / датчики и какие шаги необходимы для достижения хороших результатов, любой может понять, что установка тензодатчиков / датчиков вне лаборатории может быть довольно сложной и трудоемкой. Большинство приложений, в которых могут использоваться тензодатчики / датчики, расположены в суровых условиях, что значительно усложняет установку.Любая среда, содержащая влажность, воду, пыль и экстремальные температуры, значительно увеличивает вероятность того, что установка выйдет из строя. Даже если окружающая среда идеальна, нелегко быть достаточно комфортным, чтобы легко установить тензодатчики / датчики на таких устройствах, как грузовые автомобили, мостовые краны, вилочные погрузчики, лифты, рельсы, крыши и многие другие. Запатентованная Flexco технология тензодатчика / датчика давления позволяет установщику иметь все в одном, уже подключенный, уже закрепленный, уже установленный и простой в установке тензодатчик / датчик давления манометра без необходимости использования каких-либо лабораторных инструментов, таких как пинцет, увеличительные стекла , паяльник и многое другое.Наша технология основана на использовании различных слоев материала, каждый из которых предназначен для определенной цели. Функции слоев включают отделение тензодатчиков / датчиков от точки, в которой установщик прикладывает давление, чтобы прикрепить датчик, чтобы не повредить датчик / датчик или его предварительно припаянные клеммы для проводов, слой клея, в котором датчики / датчики Lay - не позволять манометрам соскальзывать во время приклеивания и подвергаться давлению, которое может привести к неудачному процессу соединения.Один слой предназначен для защиты очень тонких электрических проводов, а другой слой - для соединения тонких проводов с более прочным четырехжильным кабелем, которым можно легко манипулировать и напрямую подключать к индикатору или системе мониторинга. Благодаря нашей запатентованной технологии, тензодатчики / тензодатчики легко устанавливать и не требуют пайки или каких-либо сложных операций, которые обычно присутствуют при установке тензодатчиков / датчиков, особенно на месте. Эти 4 проводника представляют собой припаянные тонкие провода, идущие от ПОЛНОГО моста Уитстона, обнаруженного на тензодатчиках / датчиках внутри нашего датчика.Таким образом, мы предлагаем такую ​​же проводку, что и любой традиционный датчик веса (Ex +, Ex-, Sig +, Sig-). Быстрый и простой в установке, надежный и уже зарекомендовавший себя датчик Flexco превращает установку тензодатчика / датчика в инновационный датчик деформации, готовый к соединению и закупориванию, с оптимальными результатами.

Вес датчика веса и датчик давления

В сфере весов и измерения нагрузки датчики веса являются хорошо известными решениями, которые используются в большом количестве приложений для взвешивания, а также в некоторых приложениях для мониторинга.Для достижения оптимальной точности необходимо правильно установить весоизмерительные ячейки. Существует множество различных способов установки или закрепления весоизмерительного датчика в конструкции, но все они требуют некоторых модификаций и / или некоторого подъема, чтобы должным образом закрепить весоизмерительный датчик в, под или над структурой, за которой необходимо наблюдать.

Датчики с тензодатчиками

обычно предназначены для различных применений и установок. Они различаются по размеру, конструкции, грузоподъемности, качеству сборки, материалам, номинальным характеристикам, сертификатам и многим другим факторам.

Что важно для вас, так это тот факт, что тензодатчики есть почти в каждом датчике веса. Эти тензодатчики очень маленькие по размеру и очень хрупкие сами по себе, теперь, чтобы построить тензодатчик, эти тензодатчики должны быть очень осторожно прикреплены в очень чистой лабораторной среде в определенном месте на фактическом корпусе тензодатчика, и в определенном направлении, чтобы получить наиболее надежные выходные данные, точность и линейность.

Датчик тензодатчика

отличается высокой точностью и широко используется для стандартных приложений взвешивания.Они легко устанавливаются, когда ваша конструкция модифицируется и рассчитана на прием датчиков определенного размера, емкости и модели для вашего конкретного применения, однако в определенных случаях и определенных приложениях стандартный датчик нагрузки не применим по следующим причинам:

- не может модифицировать уже существующую конструкцию из-за ее первоначальных разрешений в отношении номинальной мощности и спецификаций

-когда цена выходит за рамки бюджета

- когда грузоподъемность вашей конструкции слишком высока для стандартных обычно используемых датчиков веса

- при невозможности поднять конструкцию для установки под ней тензодатчика

- когда вам сказали, что это просто невозможно

Вот где процветает запатентованный датчик Flexco.Наша сенсорная технология позволяет любой отрасли превратить свою прочную конструкцию в настоящую тензометрическую ячейку. Наш запатентованный датчик позволяет прикреплять тензодатчики непосредственно к рассматриваемой конструкции. Мы устраняем большинство проблем, связанных с изменением структур, цен, грузоподъемности, подъема, и ОТВЕТ: «НЕТ ЭТО НЕ МОЖЕТ БЫТЬ СДЕЛАНО».

Вес и датчик нагрузки

Датчик нагрузки или датчик веса используется для измерения различных типов нагрузок в различных типах приложений в различных типах конфигураций и грузоподъемности.

Датчики нагрузки

обычно состоят из компонента, называемого тензодатчиком, который измеряет деформации твердых конструкций. Датчики веса обычно устанавливаются под конструкцией или поверх нее, чтобы конструкция была подвешена на датчике или зажата между двумя частями. Другие доступные варианты датчиков включают более интрузивные методы установки, такие как болтовое соединение или приварка датчиков веса на основе тензодатчика к поверхностям для измерения их деформации на основе растяжения между болтами или сварными швами.Различные типы датчиков нагрузки используются для измерения напряжения, сжатия, крутящего момента, деформации, напряжения и многих других отклонений. Некоторые из них предназначены для измерения только растяжения или только сжатия, в то время как другие датчики предлагают оба или другие типы деформации.

Запатентованная технология датчика нагрузки

Flexco включает ту же концепцию, что и все эти датчики веса, но без необходимости поднимать, подвешивать или изменять вашу конструкцию. Наша технология заключается в прикреплении тензодатчиков непосредственно к точкам нагрузки, поднимающим или поддерживающим рассматриваемую конструкцию.Без необходимости поднимать, подвешивать, сверлить, сваривать или разрезать вашу конструкцию, наш датчик веса предлагает ненавязчивый способ достижения выдающихся характеристик при мониторинге деформации. Поскольку в основе нашего датчика веса лежат тензодатчики, это означает, что после того, как он прикреплен к нужным точкам нагрузки вашей конструкции, эти же точки нагрузки превращаются в то, что мы называем датчиками веса или датчиками веса. Наша технология датчика нагрузки позволяет получать результаты нагрузки без ущерба для первоначальной конструкции конструкции или номинальной грузоподъемности, а также без необходимости поднимать, подвешивать, сверлить, сваривать или разрезать конструкцию для установки датчика веса.Мы трансформируем вашу конструкцию в настоящий датчик веса груза без каких-либо модификаций.

как работают датчики - тензодатчик


ШТАМ ДАТЧИК



Штамм манометр используется в течение многих лет и является основным датчиком элемент для многих типов датчиков, включая датчики давления, тензодатчики, датчики крутящего момента, датчики положения и т. д.

Большинство тензодатчиков - фольговые, доступны в широком ассортименте формы и размеры для различных областей применения. Они состоят шаблона из резистивной фольги, которая закреплена на основе материал. Они работают по тому принципу, что по мере того, как фольга подвергается к стрессу сопротивление фольги изменяется определенным образом.

Штамм датчик подключен к цепи моста Уитстона с помощью комбинации четырех активных датчиков (полный мост), двух датчиков (полумост),
или, реже, одноколейный (четверть моста).В половине и четверть круга, мост выполнен с точностью резисторы.

Полный Мост Уитстона возбуждается стабилизированным источником постоянного тока и с дополнительной электроникой кондиционирования, может быть обнулен на нулевая точка измерения. Поскольку напряжение приложено к склеенному тензодатчик, происходит изменение сопротивления и дисбаланс мост Уитстона.

Это приводит к выходному сигналу, связанному со значением напряжения. Как сигнал значение небольшое, (обычно несколько милливольт) формирование сигнала электроника обеспечивает усиление для увеличения уровня сигнала от 5 до 10 вольт, подходящий уровень для подключения к внешним системы сбора данных, такие как регистраторы или сбор данных с ПК и системы анализа.

Некоторые из доступно множество шаблонов калибров

Большинство производителей тензодатчиков предлагает широкий диапазон различных
шаблоны для широкого спектра приложений в исследованиях и промышленный
проекты.

Они также поставляют все необходимые аксессуары, включая подготовку материалы, клеящие вещества, бирки для соединений, кабель и т. д.В соединение
тензодатчиков - это навык, и предлагаются курсы обучения некоторыми поставщиками.
Есть также компании, которые предлагают склеивание и калибровку. услуги,
либо как внутренняя, либо на месте обслуживания.

Подробнее о тензодатчик ...
Если полоса токопроводящего металла растягивается, она станет тоньше и дольше, оба изменения приводят к увеличению электрического сопротивление сквозное.И наоборот, если полоска проводящего металла находится под сжимающим усилием (без потери устойчивости), он будет расширять и сокращать. Если эти напряжения удерживаются в пределах упругого предел металлической полосы (чтобы полоса не постоянно деформация), полосу можно использовать как измерительный элемент для физических сила, величина приложенной силы, полученная при измерении ее сопротивление.

Такое устройство называется тензодатчиком.Часто используются тензодатчики
в исследованиях и разработках в области машиностроения для измерения напряжения, создаваемые машинами. Тестирование компонентов самолета это одна из областей применения, крошечные полоски тензорезистора приклеиваются к структурные элементы, связи и любой другой критический компонент планера для измерения напряжения. Большинство тензодатчиков меньше чем почтовая марка, и выглядят они примерно так:


Штамм жилы датчика очень тонкие: если из круглой проволоки, то около
Диаметр 1/1000 дюйма.В качестве альтернативы, тензометрические проводники может быть
тонкие полоски металлической пленки, нанесенные на непроводящую подложку материал называется носителем. Последняя форма тензодатчика представлен на предыдущем рисунке. Имя "скреплено" датчик »дается тензодатчикам, приклеенным к большему конструкция под нагрузкой (так называемый образец для испытаний). приклеивание тензодатчиков к испытуемым образцам может показаться очень просто, но это не так.«Измерение» - это ремесло в своем собственное право, абсолютно необходимое для получения точных, стабильных измерения деформации. Также возможно использование несмонтированного Калибровочная проволока протянута между двумя механическими точками для измерения напряжение, но у этой техники есть свои ограничения.

Типичная деформация Сопротивления датчиков колеблются от 30 Ом до 3 кОм (без напряжения). Это сопротивление может измениться только на доли процента
для полного диапазона усилия манометра с учетом ограничений введен
пределы упругости материала калибра и испытуемого образца.Силы
достаточно большой, чтобы вызвать более сильные изменения сопротивления, навсегда
деформировать испытательный образец и / или сами измерительные проводники, таким образом
разрушение манометра как измерительного прибора. Таким образом, чтобы используйте
колея поезда как практический инструмент, мы должны измерять чрезвычайно маленький
изменения сопротивления с высокой точностью.

Такой требовательный точность требует мостовой схемы измерения. В отличие от
мост Уитстона, показанный в последней главе, с использованием нулевого баланса
детектор и человек-оператор для поддержания равновесия, штамм
измерительная мостовая схема показывает измеренную деформацию в градусах дисбаланса и использует прецизионный вольтметр в центре мост для точного измерения этого дисбаланса:

Как правило, плечо реостата моста (R2 на схеме) установлено на значение, равное сопротивлению тензодатчика без приложения силы.Два передаточных рычага моста (R1 и R3) установлены равными друг с другом. Таким образом, без приложения силы к тензодатчику, мост будет симметрично сбалансирован, а вольтметр будет указывают на ноль вольт, что означает нулевую силу на тензодатчике. Поскольку тензодатчик либо сжат, либо растянут, его сопротивление будет уменьшаться или увеличиваться, соответственно, разбалансируя мост и выдача показания на вольтметре.Это расположение, с одним элементом моста, изменяющим сопротивление в ответ измеряемой переменной (механической силе), известна как четвертьмостовая схема.

Как расстояние между тензодатчиком и тремя другими сопротивлениями в мостовая схема может быть значительной, сопротивление провода имеет значительное влияние на работу схемы.Чтобы проиллюстрировать эффекты сопротивления проводов, я покажу ту же схему, но добавьте два символа резистора последовательно с тензодатчиком, чтобы представить провода:

Штамм сопротивление датчика (Rgauge) - не единственное сопротивление, равное
измерено: сопротивление проводов Rwire1 и Rwire2, включенных последовательно с
Rgauge, также способствуют сопротивлению нижней половины реостатный рычаг моста и, следовательно, способствуют индикация вольтметра.Это, конечно, будет ложно интерпретируется измерителем как физическая нагрузка на манометр.

Пока это эффект не может быть полностью устранен в этой конфигурации, его можно свести к минимуму добавлением третьего провода, соединяющего правую часть вольтметра прямо к верхнему проводу тензодатчик:

Потому что по третьему проводу практически нет тока (из-за того, что вольтметр чрезвычайно высокое внутреннее сопротивление), его сопротивление не будет падение любого значительного напряжения.Обратите внимание, как сопротивление верхнего провода (Rwire1) был "обойден" теперь, когда вольтметр подключается непосредственно к верхней клемме тензодатчика калибра, оставляя только сопротивление нижнего провода (Rwire2), чтобы вносить вклад любое паразитное сопротивление последовательно с датчиком. Не идеальный Раствор, конечно, но вдвое лучше прошлой схемы!

Есть способ, однако, уменьшить ошибку сопротивления провода далеко за пределы только что описанный метод, а также помогает смягчить другой вид погрешность измерения из-за температуры.Плохая характеристика тензодатчиков - изменение сопротивления при изменении температура. Это свойство общее для всех проводников, некоторые больше, чем другие. Таким образом, наша четвертьмостовая схема, как показано (либо с двумя или тремя проводами, соединяющими датчик с мостом) работает как термометр так же хорошо, как и индикатор деформации.

Если все, что мы хотим сделать, это измерить деформацию, это плохо.Мы однако можно преодолеть эту проблему, используя "манекен" тензодатчик вместо R2, чтобы оба элемента реостата рука изменит сопротивление в той же пропорции, когда температура изменения, тем самым отменяя эффекты изменения температуры:

Резисторы R1 и R3 имеют одинаковое значение сопротивления, а тензодатчики идентичны друг другу.Без приложения силы мост должен быть в идеально сбалансированном состоянии, а вольтметр должен регистрируем 0 вольт. Оба манометра прикреплены к одному и тому же образцу для испытаний. но только один размещается в таком положении и ориентации, чтобы подвергаться физическому перенапряжению (активный датчик). Другой калибр изолирован от всех механических нагрузок и действует просто как устройство температурной компенсации («манекен»).

Если температура изменится, сопротивление обоих датчиков изменится. на тот же процент, и состояние баланса моста будет остаются незатронутыми. Только
дифференциальное сопротивление (разница сопротивлений между два штамма
манометры), вызванные физической силой на испытуемом образце, могут изменить
баланс моста.

Сопротивление провода не влияет на точность схемы так сильно, как раньше, потому что провода, соединяющие оба тензодатчика с мостом примерно равной длины.Поэтому верхний и нижний секции реостата моста содержат примерно такое же количество случайного сопротивления, и их эффекты имеют тенденцию отменяться:

Хотя в мостовой схеме теперь два тензодатчика, только один реагирует на механическое напряжение, поэтому мы все равно будем ссылаться на к этому расположению как четвертьмост.Однако если бы мы были взять верхний тензодатчик и расположить его так, чтобы он подвергается действию силы, противоположной силе нижнего датчика (т.е. когда верхний датчик сжимается, нижний датчик растягивается, и наоборот), оба датчика будут реагировать на нагрузку, и мост будет более чувствителен к приложенной силе. Этот использование известно как полумост. Поскольку оба тензодатчика увеличит или уменьшит сопротивление в той же пропорции в ответ на изменение температуры, влияние температуры изменения останутся отмененными, и цепь пострадает от воздействия минимальной температуры
погрешность измерения:

Пример о том, как пара тензодатчиков может быть прикреплена к испытательному образцу Чтобы получить этот эффект, показано здесь:

Без силы приложенные к испытательному образцу, оба тензодатчика имеют одинаковое сопротивление а мостовая схема сбалансирована.Однако при понижении к свободному концу образца приложена сила, он изогнется вниз, датчик растяжения №1 и датчик сжатия №2 на одновременно:


В приложения, где такие дополнительные пары тензодатчиков может быть прикреплен к испытательному образцу, может быть полезно сделать все четыре элемента моста «активными» на ровное большая чувствительность.
Это называется полномостовой схемой:

.

Оба полумоста и конфигурации с полным мостом обеспечивают большую чувствительность четвертьмостовая схема, но часто не удается склеить дополнительные пары тензодатчиков к испытуемому образцу. Таким образом, четвертьмостовая схема часто используется при измерении деформации системы.

Когда возможно, лучше всего использовать конфигурацию с полным мостом. Это верно не только потому, что он более чувствителен, чем другие, но и потому, что он линейный, а другие - нет. Четвертьмост и полумост схемы обеспечивают выходной сигнал (дисбаланс), который только приблизительно пропорционально приложенной силе тензодатчика.

Линейность или пропорциональность этих мостовых схем является наилучшей. когда величина изменения сопротивления из-за приложенной силы равна очень мало по сравнению с номинальным сопротивлением датчика (ов).Однако с полным мостом выходное напряжение прямо пропорционально приложенной силе без приближения (при условии, что изменение сопротивление, вызванное приложенной силой, одинаково для всех четырех тензодатчики!).

В отличие от Уитстона и мосты Кельвина, которые обеспечивают измерение при условии идеального баланса и, следовательно, функционируют независимо от источника напряжение, величина источника (или «возбуждения») напряжения имеет значение в таком неуравновешенном мосту.Поэтому напрягайте измерительные мосты рассчитаны в милливольтах дисбаланса, создаваемого за вольт возбуждения на единицу измерения силы. Типичный пример для тензодатчика того типа, который используется для измерения силы в промышленных среды составляет 15 мВ / В при 1000 фунтов. То есть ровно 1000 фунтов приложенной силы (сжимающей или растягивающей), модель
мост будет разбалансирован на 15 милливольт на каждый вольт напряжение возбуждения.Опять же, такая цифра точна, если мост цепь полностью активна (четыре активных тензодатчика, по одному в каждом плечо моста), но только приблизительное для полумоста и четвертьмостовые устройства.

Тензодатчики могут быть приобретены целиком, с обоими тензометрическими элементами и мостовые резисторы в одном корпусе, герметизированы и инкапсулированы для защиты от непогоды и оснащен механическим точки крепления для крепления к машине или конструкции.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *