Как устроен тензодатчик весов: Как устроен тензодатчик весов — MOREREMONTA

Схема подключения тензодатчиков к индикатору веса

Подключение тензодатчика к индикатору веса, на первый взгляд кажется простой задачей, но неправильное соединение может вызвать уменьшение точности измерения или некорректную работу весовой системы. Тензодатчики различных производителей имеют либо 4-х проводный, либо 6-ти проводный кабель для подключения к весовому индикатору.

Ниже приведены схемы подключения для этих двух типов тензодатчиков:

Большинство промышленных весовых систем используют несколько тензодатчиков, в этом случае они должны быть подключены параллельно. Обычно эту связь делают не простой скруткой, а с применением специализированных соединительных коробок. Дополнительно, некоторые модели таких коробок позволяют «подогнать» сопротивление датчиков друг под друга, т.е. сбалансировать систему из множества датчиков.

Тензодатчики поставляются с кабелем определенной длины. При удлинении соединительного кабеля следует учитывать, что это может привести к падению точности измерения.

Также при изменении длины кабеля следует производить перекалибровку весового индикатора, к которому подключен тензодатчик.

Большинство тензодатчиков поставляется с документацией, в которой указывается цветовая маркировка идущих от него проводов и их назначение. 4-х проводные тензодатчики, судя по названию, имею 4 соединительных линии:

   +EXC — +Питание
   -EXC — -Питание
   +SIG — +Сигнал
   -SIG — -Сигнал

Т.е. две линии это цепи питания и две это выходной сигнал датчика. Для корректной работы необходимо подать питающее напряжение на линии +EXC и –EXC, в соответствии с техническими характеристиками датчика, обычно оно составляет от 5 до 12 вольт. После подачи питания на сигнальных линиях SIG меняется напряжение, и это изменение необходимо фиксировать весоизмерительным прибором.

На рисунке приведена схема подключения тензодатчика четырёхпроводного типа, на примере датчика фирмы Zemic и весоизмерительного прибора КВ-001.

Некоторые тензодатчики могут иметь не четыре, а шесть соединительных проводов. Две дополнительные линии называются – линиями обратной связи, и имеют маркировку SENSE. Эти две дополнительные линии позволяют осуществлять компенсацию потерь на длинных проводах. Как видно из рисунка выше, в случае подключения четырехпроводного тензометрического датчика, функция компенсации потерь не используется, и необходимо использовать перемычки для подключения тензодатчика к прибору.

Четырехпроводные тензодатчики датчики лучше использовать на короткие расстояния передачи сигнала. Шестипроводные датчики, благодаря линиям обратной связи, обладают большей точность и их можно использовать для больших расстояний, т.к. эти две дополнительные линии позволяют осуществлять компенсацию потерь на длинных проводах.

На рисунке приведена схема подключения тензодатчика шестипроводного типа, на примере датчика фирмы Zemic и весоизмерительного прибора КВ-001.

Определение маркировки проводов тензодатчика без документации

Если у вас отсутствует описание тензодатчика, для определения маркировки проводов можно использовать обыкновенный мультиметр, при условии, что датчик аналоговый, а не цифровой.

• Измерьте сопротивление между всеми проводами. В 4-проводном тензодатчике имеется шесть комбинаций проводов, следовательно, вы получите 6 значений сопротивлений, одна пара проводов будет иметь сопротивление больше, чем все остальные.
• Пара с самым большим сопротивлением – это линия питания, оставшаяся пара проводов – линия сигнала.
• Подключите линию питания к весоизмерительному прибору, или подайте напряжение.
• Измерьте напряжение на линии сигнала, определив тем самым полярность подключения.

Подключение нескольких тензодатчиков при помощи соединительной (балансировочной) коробки

Как подключать несколько тензодатчиков при помощи балансировочной коробки можно посмотреть на видео

Заземление и экранирование при подключении тензодатчика.

Организация заземления и экранирования важный вопрос успешного создания весовой системы с использованием тензодатчиков. Надёжное решение данной задачи — ключ к правильной работе тензометрического датчика, генерирующего слаботочные сигналы. Кабели тензодатчиков должны иметь экранирующую оплетку, которая, при правильном подключении, обеспечивает защиту от электростатических и других помех.

Основное правило, которое нельзя нарушать: необходимо избегать «земляных» петель, т. е. заземлять устройства нужно в ОДНОЙ общей точке. Петли могут возникать если экран кабеля подключать к заземляющему контуру с двух концов. Поэтому, если корпус датчика надёжно заземлён и одновременно соединён с экраном — этого достаточно, в противном случае — соединить экран с заземлением только с любого ОДНОГО конца, например, в электрощите, где установлен прибор отдельным жёлто-зелёным проводом. Под «заземлением» мы понимаем защитное заземление, желто-зелёный провод. Использовать «нейтраль» в качестве «земли» очень нежелательно.

Если датчики соединяются параллельно, то необходимо не забывать соединять друг с другом и экранные оплётки кабелей через соответствующий контакт клеммы в соединительной коробке, и тут же их заземлять вместе с корпусом коробки. Общий кабель, идущий от соединительной коробки к прибору, соединять с заземлением также с ОДНОЙ стороны, как описано выше, не допуская образования «земляной» петли, желательно возле входа в измерительный прибор, то есть заземлять со стороны приёмника.

На кабель датчика, прямо поверх изоляции, на расстоянии 4-5 см от клеммы измерительного прибора, желательно защёлкнуть ферритовый фильтр для блокировки возникающих в цеху разнообразных помех по «земле». Такие фильтры производятся под кабели разных диаметров. Фильтры желательно защёлкнуть и на других длинных линиях, например RS-485, на приёмном и передающем устройстве.

Если индуктивности одного фильтра недостаточно для надёжного уменьшения уровня помехи, такие фильтры можно защёлкивать последовательно на небольшом расстоянии друг от друга, наращивая тем самым индуктивность до необходимого уровня.

Что такое тензодатчик? — подробная статья

Тензодатчик (датчик веса) – весоизмерительный инструмент, использующийся практически в любых устройствах для определения массы груза. Под воздействием груза в приборе возникает механическая деформация, которая учитывается прибором. Эта деформация трансформируется в сигнал (электрический или цифровой), который передается на индикатор отображения веса. Это резистивный измерительный преобразователь, являющийся важной составляющей весов повышенной точности.

Как работает тензодатчик?

Оборудование производится из сверхчувствительного тензорезистора выполненного из тензоматериалов. Зачастую при изготовлении используется алюминиевая проволока, пленка или фольга. Резистор работает аналогично другим весовым устройствам.

В результате изменения сопротивления устройства, можно определить силу воздействия на датчик, а вместе с тем, массу груза который взвешивается.

Принцип действия системы измерения веса с использованием данного устройства отличается простотой. Инструменты для измерения массы груза отлично выполняют свою работу даже в сложных условиях, так как оснащены надежной защитой от пыли и влаги.

Типы тензодатчиков

По принципу работы и типу измерительного элемента, существуют тензорезистивные, волоконно-оптические датчики веса, а также пьезорезистивные и пьезоэлектрические модели.

Применение прибора определяется конструкционными особенностями. Оборудование различается по форме. Прибор может быть:

• Консольным. Отличаются низким профилем, устанавливаются на весы платформенного/конвейерного типа, предназначены для взвешивания грузов массой от 5 до 7 тонн.
• Цилиндрическим. Верхняя часть в форме сферы работает по принципу «бочки», но не изгибается за счет меньшей степени качения и габаритов. Применяются для вагонных, бункерных и автомобильных весов (масса взвешивания до 100 тонн).
• S-образным. Устройства, которые предназначены для крановых, подвесных, бункерных весов, для взвешивания предметов, конструкций, которые поднимаются краном.

Выбор прибора

При подборе устройства рекомендуется учитывать множество показателей, начиная наибольшим пределом измерения (НПИ), материалом и классом точности, заканчивая схемой подключения. Самыми востребованными являются приборы, выполненные из нержавеющей стали или алюминия (из него чаще всего производятся одноточечные модели). Для использования датчиков с максимальной точностью должно быть четкое обоснование, так как чем выше точность, тем выше стоимость оборудования.

При выборе осуществляется проверка тензодатчика на самые различные показатели:

• Класс защиты;
• Материал;
• Диаметр/длина кабеля;
• Диапазон температур использования;
• НПИ.

Также рекомендуется обращать внимание на компанию и страну производителя устройства.

Тензодатчики для весов – выбираем правильно

1. Сфера применения
2. Какие измерения можно произвести
3. Как подобрать подходящий тензодатчик
4. Какие отличия данных тензодатчиков для весов
   
5. Подключение тензодатчика

Основным и главным компонентом сверхточного весового оборудования является тензодатчик для весов. Сам же тензометрический датчик – это электромеханический прибор несложной конструкции. С его помощью деформация регистрирующего механического устройства преобразуется в электрический сигнал. Сфера применения прибора широкая: от домашних напольных весов до балочных весовых регистраторов, которые применяются для определения весовой нагрузки в мостовых, платформенных сооружениях. Еще тензорезистор, установленный в тензодатчиках, мы можем увидеть в таких областях нашей жизни:

• электронные весы в супермаркетах, продуктовых лавках;
• на предприятиях для измерения веса крупногабаритного груза;
• взвешивание авто на строительных площадках;
• высокотемпературные датчики на металлургических и других мощностях;
• измерительные датчики, способные работать в химически агрессивной среде и многие другие.

Тензорезистор – основа тензометрических датчиков. Он закреплен на упругой конструкции.

Какие измерения можно произвести с помощью тензодатчика? Каждый тип производит свои измерения. В частности это могут быть:

• измерение силовой нагрузки;
• измерение веса или оказываемого давления;
• определение силы ускорения;
• определение значений крутящего момента и перемещения;
• измерение величины сжатия или растяжения.

На сегодня есть много производителей тензометрических датчиков для весов. Чтобы сориентироваться в разнообразии товаров, проведем краткий обзор брендов. Интернет-магазин dobus.ru предлагает продукцию таких известных компаний:

Как подобрать подходящий тензодатчик

Тензодатчик используется для решения различных проблем. Но все они обладают следующими позитивными свойствами:

• измерения выполняются предельно точно;
• можно измерить статическое и динамическое напряжение без искажения показаний. В данном случае это особенно актуально при работе датчика в транспорте или же во время экстремальных условий окружающей среды;
• компактность устройства дает возможность его применения в самых разных измерительных приборах.

Если вам нужны тензодатчики для весов, то критерии подбора следующие.

• определитесь, как будет размещаться датчик в вашем случае, будет он один или несколько и т.п.;
• продумайте, какова будет предельная удельная нагрузка, она не должна превысить НПВ прибора;
• необходимо различать понятия дискретности отсчета и цену поверочного деления системы. Дополнительную информацию о правильном подборе устройства можно получить у компетентных сотрудников интернет-магазина dobus.ru. Пока же сделаем краткий обзор тензодатчиков для весов, имеющихся в продаже на сайте.

Производитель тензометрических датчиков KELI (КЕЛИ). Материал, используемый в приборах – алюминий, сталь и др., но обязательно это высококачественные изделия, прошедшие все необходимые степени проверки. Область применения – торговая деятельность, продажа оптом и в розницу. Особенность продукции бренда:

• стойкость к эрозионным процессам;
• огнеустойчивость;
• стойкость к повреждениям, ударам;
• защита от взрывов и пр.

Теперь рассмотрим товары ТМ CAS. Он применяется для обустройства электронных весов различных моделей и разновидностей.

Какие отличия данных тензодатчиков для весов

Можно назвать такие отличительные качества тензодатчиков для весов:

• точность измерений максимально высокая;
• диапазон измерений расширен;
• прибор одинаково хорошо работает в неблагоприятных погодных и других условиях окружающей среды;
• корпус герметичен, благодаря чему внутренность инструмента не подвержена воздействию влаги, попаданию пылевых частичек.
• компактность;
• легко использовать, подключение данных тензодатчиков производится легко и без усилий;
• может использоваться на высокотехнологичных производствах.

Не менее известным производителем является отечественный бренд Zemic.

В чем преимущества продукции фирмы? Перечислим приоритеты выбора продукции Zemic.

• точность показаний повышена;
• большая степень надежности и стойкости к неблагоприятным окружающим условиям;
• стойкость к износу;
• удлиненный срок эксплуатации приборов.

Компания выпускает датчики различных модификаций с целью обеспечения клиентов всеми необходимыми видами данной продукции под их потребности.

    

Как осуществить подключение тензодатчиков самостоятельно? Во-первых, нужна соответствующая схема. Покупаете прибор, учитывая при этом, сколько вам понадобится кабеля. Далее необходимо узнать, насколько успешно состоялось соединение. Проверяем контакты и петли для заземления. Чтобы произвести установку, необходим экранированный кабель. Потом по тому же принципу осуществляется подключение преобразователя в дозатор. Если преобразователь не выдержал усилие и пришел в негодность, не производите ремонтные работы самостоятельно.

Подключение тензодатчика – довольно простой процесс. Но если оно произошло неправильно, то может пострадать точность измерений прибора или система будет работать некорректно. Поэтому следует довольно внимательно отнестись к данному вопросу.

Что такое тензодатчик?

Каждый из нас сталкивался с весовым оборудованием, но не все знают, что электронные весы оборудованы тензодатчиками для получения точных результатов измерения.

Тензометрический датчики или тензодатчик — сердце электронных весов. Изобретение этих устройств стало своеобразной революцией в проведении контрольно-измерительных процессов. По сравнению с механическим процессом, электронные взвешивания более точные и могут автоматизироваться.

Электронный тензодатчик — металлическая конструкция с автоматическим наполнением — резисторами и электросхемой. Тензодатчик действует по принципу автоматического считывания деформации, возникающей в корпусе весовой платформы или дозатора. Вся информация обрабатывается в тензорезисторах, затем передается на весовой терминал — где можно увидеть результат измерения.

Тензодатчик устроен таким образом, чтобы в процессе взвешивания происходило преобразование воздействующей на весы силы тяжести в электрический измерительный сигнал.

дополняют следующие виды весовых устройств:

• Автомобильные и вагонные весы.
• Весовые дозаторы.
• Электронные промышленные весы и другие.

Какими свойствами должны обладать тензодатчики, чтобы соответствовать эксплуатационным характеристикам:

• Пыле- и влагозащищенное исполнение.
• Широкий температурный диапазон.
• Устойчивость к щелочной и кислотной средам.
• Встроенная защита от удара молнии.

Тензодатчики обеспечивают качество работы весового оборудования, а поэтому к ним предъявляются высокие технические требования. Поскольку тензодатчики устанавливают в том числе на промышленные весы, которые могут находиться в различных неблагоприятных средах, все эти факторы учитываются при их производстве.

Тензометрические датчики или тензодатчики — те устройства, которые и отвечают за точность определения массы. Когда говорят о калибровке весов, имеют в виду проверку тензодатчиков, наряду с обследованием корпуса весового оборудования и работы автоматики.

Следующие характеристики тензодатчиков наиболее общеупотребительны:

• Диапазон нагрузки — до 60 тонн.
• Тип датчика: колонный, S-образный, балочный.
• Температурный диапазон — от -40 до +50 градусов Цельсия.
• Число поверочных интервалов — 3000.
• Класс точности — С.

Устройство и вид тензодатчиков

Вид тензодатчика определяется в зависимости от того, каким способом происходит считывание деформаций во время взвешивания.

Если тензодатчик является сердцем весом, то сердцем самого тензодатчика является резистор – элемент, обладающий высокой чувствительностью к передаваемым механическим нагрузкам. Резистор отвечает за преобразование механической энергии в электрический импульс.
Чем более точные весы, тем на меньшие деформационные изменения реагирует резистор.

Механизм действия тензодатчика таков. Механическая деформация платформы весов, возникающая под действием силы тяжести груза, передается в тензодатчик, где с помощью резисторов преобразуется в электрический аналоговый или цифровой сигнал, который поступает в виде информации на табло весов. В результате работы тензодатчика происходит отображение массы груза.

Тензодатчики конструируются таким образом, чтобы весы работали в заданных условиях, в том числе, условиях промышленного цеха с разными уровнями температурных воздействий, влажностью, пылью, вибраций и прочих воздействий.

Особенности

Выделяют несколько видов тензодатчиков, существующих для измерения давления, нагрузки, ускорения, перемещения. В быту распространены тензодатчики веса, которые могут быть представлены в нескольких формах.

Достоинством тензодатчиков является высокая точность измерения, отсутствие искажения данных при измерениях, устойчивость к экстремальным внешним условиям и вибрационным нагрузкам, универсальность использования в любых измерительных устройствах. При этом следует учитывать, что резистор тензодатчика может быть чувствителен к перепадам температуры. Тензодатчики для промышленных весов делают с учетом возможной работы оборудования как в помещении, так и на улице.

Поверка и ремонт тензодатчиков

Исправность работы весового оборудования напрямую связана с безотказной работой тензодатчика, самой важной части весов и самой уязвимой. Регулярная поверка оборудования – раз в год – залог стабильной и точной работы весов. Частыми причинами поломок служат:

• обрыв цепи сигнала, либо питания;
• разгерметизация тензометрического модуля;
• нарушение изоляции сигнального кабеля;
• деформация металлоконструкции;
• попадание инородных объектов.

Ремонт тензодатчика необходимо осуществлять специалистам с допуском к работе с электрическими и автоматизированными системами.

Тензодатчик — главная часть электронного весового оборудования, от правильной работы этого устройства зависит точность и скорость измерений. Конструктивную основу тензодатчика составляет сверхчувствительная деталь – резистор, который реагирует на механическую нагрузку на весы и преобразует ее в электрический импульс и цифровые данные. Все весовое оборудование, даже самое высокотехнологичное, работает по принципу передачи информации на тензодатчики. Электронное весовое оборудование благодаря тензодатчикам значительно компактнее механического, и обладает более высоким уровнем точности измерений. Все контрольно-измерительные процессы благодаря наличию тензодатчиков стали полностью автоматизированы.

Диагностика, проверка тензодатчика на исправность

Внимательно проверьте общее техническое состояние системы измерения веса:

• наличие заземляющего контура (шунта), затяжку резьбовых соединений;
• проверка отсутствия следов коррозии, повреждения тензодатчиков, узлов встройки, грузоприемного устройства;
• проверка суммирующих плат; весового индикатора на имитаторе тензодатчика;
• тестирование весового индикатора, подключение к имитатору тензодатчика;
• осмотр состояния кабельной продукции, герметичность кабельного ввода на тензодатчике;

Для выполнения диагностики Вам понадобится:

Тестер HY-LCT – с помощью данного устройства  возможно выполнение  всех необходимых замеров.

В случае отсутствия специализированного оборудования для проверки тензодатчиков, ее можно произвести с помощью следующих устройств:

• Вольтомметр с пределом измерения ≤0.5Ω и ≤0.1 mV (на крайний случай качественный мультиметр) для измерения нулевого баланса, и целостности тензометрического моста;
• Мегомметр 1000 МОм не более 50В постоянного тока, для измерения сопротивления изоляции;
• Грузоподъёмное устройство (домкрат, кран и т.д.), необходимое для поднятия грузоприемного устройства и освобождения тензодатчика от воздействия нагрузки;
• Подготовить таблицу для фиксации значений снимаемых при замере;

 

Для выявления неисправности тензодатчика достаточно провести 4 основных типа испытаний. Рассмотрим последовательность их выполнения и для чего они необходимы:

1)  Проверка сопротивления изоляции.

Для выполнения данного теста, необходимо подключить мегомметр к кабелю тензодатчика и проверить на наличие тока утечки между корпусом тензодатчика и токоведущими частями. Для проверки тензометрических цепей Keli  допускается применение мегомметра напряжением не более 50В постоянного тока.

Для функционирующего тензодатчика значение снятых замеров не должно быть ниже  5 Мом. Если значение сопротивления изоляции меньше 1кОм – это свидетельствует о явном коротком замыкании. Короткое замыкание может быть между корпусом тензодатчика и токоведущими частями (тензорезисторами), а также в кабеле. При коротком замыкании в кабеле, его можно заменить, если это предусматривает конструкция тензодатчика.

2)  Проверка тензометрического моста – Уитстона.

Отсутствие повреждений моста проверяется путем измерения входного и выходного сопротивления, а также сопротивления баланса моста. Отсоедините датчик из коробки или измерительного прибора. Входные (EXC+, EXC-) и выходные (SIG+, SIG-) сопротивления измеряется омметром, подключаемом к каждой паре входных и выходных проводов тензодатчика. Затем производится сравнение входного и выходного сопротивления со значениями в калибровочном паспорте (выдается производителем) или с техническими данными из каталога. Сопротивление баланса моста измеряется поочередным подключением омметра к каждой паре выводов кабеля. Значение сопротивления между парами, не должно отличаться более чем на 1-2 Ома.

Расхождения входного и выходного сопротивления тензодатчика от паспортных значений, говорит  о неисправности тензометрического моста,  как следствие — появление сопротивления разбаланса, оно свидетельствует о неработоспособности тензодатчика и необходимости его замены. Данные неисправности, как правило возникают вследствие электрического воздействия (сварка, статическое поле, электрический пробой), физического (динамические удары, прокручивание, боковые нагрузки).

3) Проверка нулевого баланса (в ненагруженном состоянии).

Данный тест проводится  для проверки состояния тензодатчика в ненагруженном состоянии,  для этого тензодатчик извлекают из узла встройки и убирают с датчика веса всю приложенную нагрузку. Далее необходимо подключить источник питания, рекомендуемый производителем для правильной работы тензодатчика,  в цепь возбуждения тензодатчика, а с выходной цепи снять сигнал в мВ, и сравнить со значением указанным  в паспорте на датчик. Для тензодатчиков Keli Sensing рекомендуемое напряжение питания составляет 5-12V(DC).

Пример: при чувствительности тензодатчика 2мВ/В и питании 10В, напряжение нулевого баланса не должно превышать +- 0.02 мВ.

Если  значения выходного сигнала существенно отличаются от паспортных значений, можно судить о деформации упругого элемента тензодатчика, также возможна отклейка или нарушение изоляционного слоя тензорезисторов.

4) Проверка тензодатчика в нагруженном состоянии.

Для данного теста тензодатчик должен быть подключен к весовому индикатору или к прибору со стабильным источником питания от 5Vдо 12V. С помощью милливольтметра, подключенного к выходу тензодатчика, нагружают датчик и фиксируют показания выходного сигнала, при снятии нагрузки показания выходного сигнала должны вернуться к исходным. При проведении данного теста необходимо проводить несколько циклов нагружения-разгружения тензодатчика  различным весом, но не менее 50% от НПВ датчика. Также необходимо удержание веса не менее 30 мин. в каждом из циклов и анализ изменения показаний в течении данного периода времени. В случае если при проведении теста показания будут отличаться от значения постоянно прикладываемой нагрузки,  а также не будут возвращаться к исходным значениям, можно судить о нарушении контакта в клеевом слое между тензорезисторами и упругим элементом. Такой тензодатчик требует замены.

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.

3-х проводные тензодатчики и мосты из пшеничного камня от напольных весов

Элементы тензодатчика поставляются с положительно чувствительной к напряжению частью и отрицательно чувствительной к напряжению частью. Если вы аккуратно подключите их, перевернув их так, чтобы чувствительные к напряжению участки конструктивно уравновешивали мост, вы можете использовать все четыре датчика без каких-либо дополнительных резисторов. Ссылка jonk на сообщение в блоге по адресу http://www.nerdkits.com/forum/thread/900/ имеет хороший намек на диаграмму Монго (скопирована ниже), и jonk — user37977 комментарии к ответу jonk также помогают.

По существу, две противоположные по диагонали стороны моста из пшеничного камня образованы элементами положительного напряжения двух датчиков, соединенных последовательно, в то время как две другие стороны моста образованы из двух элементов отрицательного напряжения.

При сжатии на всех датчиках положительного напряжения активные сопротивления уменьшаются, и он выводит мост из равновесия в одну сторону, а при растяжении сопротивления положительного напряжения увеличиваются, а мост выводится из равновесия в другом направлении.

Соедините все четыре датчика в большое кольцо с максимальным сопротивлением, подходящим цветом и изначально игнорируя провода центрального ответвления. Выберите два противоположных центральных ответвления как E + и E-, а оставшиеся два центральных ответвления как S +, S-. Поместите напряжение возбуждения на E + / E- из диаграммы выше и считайте чувствительную к силе разность напряжений на S + / S-.

См. Https://electronics.stackexchange.com/a/75717/30711 для хорошей схемы и 3-проводных нагрузочных ячеек Arduino Leonardo + INA125P — Отклонение / шум аналогового сигнала для монтажной схемы цветных проводов, соединяющихся в мост из пшеничного камня.

Изменить: На самом деле, я не уверен, если три проволочных тензодатчиков OP имеют только один активный тензодатчик, как на диаграмме Монго. Если они похожи на тензодатчик весом 50 кг от https://www.sparkfun.com/products/10245 от SparkFun или от http://www.ebay.com/itm/4pcs-Body-Load-Scale-Weighing-Sensor-Resistance от Ebay -Strain-Half-bridge-Sensors-50kg- / 251873576571 они должны иметь датчик сжатия и растяжения как на верхней поверхности. У сайта Ebay есть диаграмма, похожая на:

… что указывает на положительный тензодатчик на красно-белом и отрицательный на красно-черном. (обратите внимание, что порядок раскраски на этой диаграмме не соответствует порядку раскраски на этой картинке. У меня есть аналогичный датчик с сине-красно-черными цветами, и положительный датчик деформации — правая пара, отрицательный слева.) Поверхность на центральной планке между лицом к лицу, соединенными буквой «Е» в датчике, должна действовать как параллельная планка и имеет участки, находящиеся при сжатии и растяжении, а не только при натяжении. В поперечном сечении калиброванный стержень в центре является своего рода крестовиной в Z-образной пружине. В этом случае деформации противостоят друг другу, и, если они изготовлены надлежащим образом, уменьшение сопротивления в части с отрицательной деформацией компенсирует увеличение сопротивления в части с положительной деформацией, и общее сопротивление белого и черного должно быть постоянным. По-прежнему необходимо настроить мост так, чтобы делители напряжения двигались в противоположных направлениях с добавленной нагрузкой, и 4 устройства, соединенные в петлю от белого к белому и от черного к черному, должны работать, как указано выше.

Вот схема с датчиками 1-4 в виде G1 G2, G3, G4 в соответствии с приведенными выше характеристиками, применение возбуждения на красных и красных тонах G1 и G3 и считывание сигналов с красных и красных розеток G2 и G4. Датчик G4 немного нагружен некоторой положительной деформацией, увеличивающей сопротивление G4 +, и некоторой отрицательной деформацией, снижающей сопротивление G4 +. В идеале, нагрузка G4 с 25 кг будет производить 0,5 мВ / В, умноженное на его напряжение возбуждения 2,5 В, создавая 1,250 мВ на Sig + / Sig-, растягивая R8 до 1001 Ом и сжимая R7 до 999 Ом, как показано. Можно увеличить чувствительность в 4 раза, увеличив V1 до 20 В (= 2 * 10 В) (схема / симулятор довольно крутая).

^{смоделировать эту схему — схема, созданная с использованием CircuitLab}

Имея только два устройства, одно должно зацепиться от белого к черному и от черного к белому, создавая напряжение возбуждения между этими двумя соединениями и считывая разницу между красными, поскольку повышенная нагрузка поднимает одну сторону высоко, а другую сторону низко.

Что такое датчик веса? | Как работает тензодатчик?

Датчики веса используются для измерения веса. Они являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. «В вашей машине или у прилавка с сыром в супермаркете — мы повсюду встречаем тензодатчики», — говорит менеджер по продукции HBM Стефан Шмидт. Конечно, они обычно не распознаются сразу, потому что они скрыты во внутренней работе инструментов.

Весоизмерительные ячейки обычно состоят из пружинного элемента, на котором размещены тензодатчики. Пружинный элемент обычно изготавливается из стали или алюминия. Это означает, что он очень прочный, но при этом минимально эластичный. Как следует из названия «пружинный элемент», сталь слегка деформируется под нагрузкой, но затем возвращается в исходное положение, упруго реагируя на каждую нагрузку. Эти чрезвычайно малые изменения могут быть зафиксированы с помощью тензодатчиков. Затем, наконец, деформация тензодатчика интерпретируется аналитической электроникой для определения веса.

Чтобы понять этот последний пункт, давайте рассмотрим тензодатчики более подробно: они представляют собой электрические проводники, прочно прикрепленные к пленке извилистым узором.Когда эту пленку натягивают, она и проводники становятся длиннее. Когда он сокращается, он становится короче. Это вызывает изменение сопротивления в электрических проводниках. На этом основании можно определить деформацию, поскольку сопротивление возрастает с натяжением и уменьшается с сокращением.

Тензодатчики прочно прикреплены к пружинному элементу и поэтому совершают те же движения, что и. Эти тензодатчики организованы по так называемой мостовой схеме, или, точнее, по мостовой схеме Уитстона (см. Схему).Это означает, что четыре SG соединены «в кольцо» и соответственно выровнена измерительная сетка измеряемой силы.

Если объект помещен на датчик веса или подвешен к нему, можно определить вес объекта. Предполагаемая нагрузка для тензодатчика всегда выравнивается по направлению к центру земли, другими словами, по направлению силы тяжести. Должна быть получена только эта силовая составляющая нагрузки. Это не относится к датчикам силы, которые похожи по конструкции и также часто называются «весоизмерительными датчиками»: они обычно предназначены для измерения нагрузок, возникающих во всех направлениях.Направление гравитационной силы Земли не имеет отношения к тому, как они установлены.

Типы тензодатчиков и принцип их работы

Что такое тензодатчики и как они работают?

Проще говоря, весоизмерительные ячейки — это датчики, используемые для преобразования нагрузки или силы в измеряемый электронный сигнал . После приложения нагрузки или силы к весам электронный сигнал от датчика веса передается на удаленный компьютер. Там сигнал отслеживает или записывает напряжение, давление или нагрузку объекта или силы.

Поскольку датчики веса преобразуют нагрузку или силу, они играют важную роль в индустрии взвешивания и используются там, где точное измерение веса имеет жизненно важное значение. Будь то продуктовый магазин, станция взвешивания на шоссе или датчик натяжения, все электронные весы и весы, найденные где угодно, имеют какой-либо тип датчика веса.

Весоизмерительные ячейки

не используются полностью для электронных весов. Они различаются по способу передачи сигнала:

• Гидравлический
• Пневматический
• Электрический

Чувствительность тензодатчика и способ определения веса также могут варьироваться в зависимости от сжатия, растяжения, изгиба и т. Д.Тем не менее, тензодатчики являются наиболее часто используемыми, предлагая точность от 0,03% до 0,25% полной шкалы. Они используются почти во всех промышленных приложениях, где требуются весоизмерительные датчики.

Тензодатчик

Тензодатчики являются наиболее распространенными и широко используемыми датчиками веса. Когда к тензодатчику прилагается вес, датчики преобразуют действующую на них нагрузку в электрические сигналы. Напряжение на датчике нагрузки деформируется пропорционально приложенной к нему нагрузке за счет сжатия или растяжения.Создается аналоговый электрический сигнал, который затем преобразуется в цифровой формат для отслеживания веса или силы. Измерения находятся в пределах нескольких тысячных дюйма. Точность — одна из основных причин выхода из строя других типов датчиков веса. Сегодня термин «тензодатчик» обычно относится к «тензодатчику», если не указано иное.

Тензодатчики

имеют ряд преимуществ по сравнению с другими датчиками веса, в основном это высокоточные, точные и линейные измерения. Они также не подвержены изменениям температуры, служат дольше, поскольку имеют меньше движущихся частей, обычно меньше, чем другие типы датчиков веса, и обладают отличной усталостной прочностью.

Гидравлический

В гидравлических тензодатчиках используется обычное поршневое и цилиндровое устройство, которое передает изменение давления. Это метод баланса сил, действующий при изменении внутреннего давления заполняющей жидкости. Когда к гидравлической системе прилагается сила или нагрузка, она сжимает внутреннюю заполняющую жидкость в камере устройства. Давление гидравлической жидкости повышается или понижается в зависимости от того, увеличивается или уменьшается прилагаемая сила. Давление можно измерять локально или передавать для удаленного считывания и контроля.При правильной установке гидравлические тензодатчики можно откалибровать с точностью до 0,25% полной шкалы. Поскольку датчики гидравлических тензодатчиков не имеют электрических компонентов, они часто используются во взрывоопасных областях.

Пневматический

Принцип баланса сил также используется в пневматических тензодатчиках. Они могут обеспечить более высокую точность, чем гидравлическое устройство, за счет использования нескольких демпферных камер. Конструкции могут различаться для разных целей, но пневматические датчики веса часто используются для приложений, требующих измерения относительно небольшого веса.Вы найдете пневматические датчики веса в тех средах, где чистота и безопасность имеют первостепенное значение. Они работают при любых температурах и условиях, и, поскольку это не гидравлическая система, при разрыве камеры жидкости не будут вытекать и загрязнять конкретную среду. Для эффективной работы пневматическим датчикам веса требуется чистый, сухой, регулируемый воздух или азот.

Весоизмерительная ячейка

| Датчики нагрузки

Размещено 10 февраля 2020 г. Кевин Хилл & подано под весы.

Что такое тензодатчик?

Весоизмерительный датчик — это тип датчика силы, который преобразует любое изменение давления, сжатия, растяжения или крутящего момента в электрические сигналы, которые можно измерить. По изменению электрического сигнала можно определить вес объекта.

Изображение: controls-group.com

Несмотря на то, что существует множество доступных тензодатчиков, тензодатчики доминируют в индустрии взвешивания. Но прежде чем мы углубимся в детали тензодатчика, давайте разберемся с типами тензодатчика.

Типы тензодатчиков

• Гидравлический датчик нагрузки : Гидравлические датчики нагрузки известны как устройства для уравновешивания сил, которые измеряют вес при изменении внутреннего давления жидкости. В нем используется обычная конструкция цилиндра и поршня, которая сжимает жидкость, присутствующую в камере диафрагмы. Поскольку сила прямо пропорциональна давлению, давление жидкости увеличивается с увеличением силы. Затем это давление передается для дистанционного управления или индикации.
• Пневматический датчик веса : Пневматический датчик веса работает аналогично по принципу баланса сил и используется для измерения меньшего веса в областях, где необходимы безопасность и чистота. Он состоит из диафрагмы, к которой прилагается давление. Затем давление сбрасывается через сопло, расположенное в нижней части датчика нагрузки. И это давление измеряется с помощью манометра, прикрепленного к ячейке. Отклонение диафрагмы влияет на давление внутри камеры, а также на воздушный поток через сопло.
• Тензодатчик : Тензодатчик используется для измерения изменения сопротивления путем приложения силы. Он состоит из фольги или тонкой проволоки, закрепленных в виде сетки. Когда деформация применяется вдоль оси, это приводит к изменению сопротивления. Изменение тензодатчика основано на тензодатчиках сжатия и растяжения. Сила натяжения, приложенная к фольге, заставляет ее становиться тоньше, то есть длиннее, что приводит к увеличению сопротивления. С другой стороны, сила сжатия заставляет проволоку становиться все толще и короче, что приводит к снижению сопротивления.А когда эти небольшие изменения взаимосвязаны, измерения получаются точными.
• Пьезорезистивный датчик веса : Пьезорезистивный датчик веса идеален для простых и небольших систем взвешивания и напрямую подключается к считывающему устройству. Вместо корреляции деформации балки он измеряет силу напрямую. Он используется для частых измерений силы, например, в условиях динамической нагрузки, когда существует риск выхода из строя тензодатчиков из-за циклов высокой динамической нагрузки.
• Индуктивный и реактивный весоизмерительные ячейки : Индуктивные и реактивные весоизмерительные ячейки реагируют на смещение ферромагнитного сердечника пропорционально весу. Индуктивный весоизмерительный датчик изменяет индуктивность соленоидной катушки за счет движения железного сердечника, в то время как реактивный датчик веса изменяет сопротивление небольшого воздушного зазора.
• Магнитострикционные датчики веса : Работа магнитострикционных датчиков веса основана на изменении проницаемости ферромагнитного материала при приложении напряжения.Под давлением напряжения вызывают искажение диаграммы направленности. Затем генерируется выходной сигнал, пропорциональный приложенной нагрузке. Магнитострикционные датчики веса используются для измерения веса и силы на полосовых и прокатных станах.

Тензодатчик

Тензодатчики — наиболее предпочтительный и надежный вариант для различных приложений тестирования и взвешивания. Вот почему:

• Они удобны.
• Они позволяют устанавливать датчики непосредственно на оборудование или механизмы для получения более точных результатов.
• Они чувствительны к изменениям и, следовательно, более отзывчивы.
• Они экономически выгодны.

Типы тензодатчиков

Изображение: bosche.eu

• Тензодатчик с изгибающей балкой : Тензодатчик изгибающей балки отслеживает напряжение, когда к пружине прилагается изгибающее усилие. Его применение включает промышленные напольные весы, разливочное оборудование, взвешивание силосов и резервуаров, медицинское оборудование, бортовое взвешивание транспортных средств и т. Д.

• Блинный тензодатчик : Блинные тензодатчики разработаны с использованием тензодатчиков со склеенной фольгой для получения точных результатов в средах с более высокими температурами. Они предпочтительны из-за их высокочастотной характеристики, и их применение включает в себя стены для краш-тестов.

Изображение: bosche.eu

• Одноточечный датчик нагрузки со сдвиговой балкой : Датчик нагрузки с одноточечной поперечной балкой состоит из пружинного элемента, который закреплен на одном конце и нагружен на другом. Они популярны благодаря своей высокой точности и надежности .;

Изображение: bosche.eu

• Двухсторонний датчик нагрузки на поперечную балку : В двухсторонней поперечной балке сила действует на центр, заставляя пружинный элемент деформироваться.Деформация регистрируется тензодатчиком и преобразуется в электрические сигналы. Двухсторонние датчики нагрузки с поперечной балкой используются в весах для тяжелых грузов и подходят для силосных весов, автомобильных весов, весовых рам и т. Д.

Изображение: omega.com

• Тензодатчик канистры : Тензодатчик канистры имеет цилиндрический пружинный элемент, который измеряет как сжатие, так и растяжение. Тензодатчик канистры идеален для весов-цистерн большой емкости, автомобильных и железнодорожных весов.

Изображение: omega.com

• S-образный датчик веса : S-образный датчик веса используется для измерения силы натяжения, но также хорошо работает при измерении силы сжатия, поскольку пружинный элемент в этом датчике веса расположен в центре. Он используется в медицинских устройствах, таких как устройства для взвешивания и подъемные системы для пациентов.

Изображение: vetec.sg

• Тензодатчик троса с зажимом : Это узел, устанавливаемый в тупиковой части троса для измерения натяжения троса.Он предназначен для использования с краном и подъемником.

Изображение: pcm-uk.com

• Тензодатчик с натяжным звеном : Тензодатчик с натяжным звеном идеально подходит для измерения натяжения на линии. Он разработан для измерения тягового усилия в кабелях кранов, буксировочном оборудовании, подъемных весах и системах проверки на растяжение.

Изображение: magtrol.com

• Нагрузочный штифт : Тензодатчик весового штифта предназначен для измерения приложенной к нему силы через тензодатчик, расположенный в центре штифта.Он используется в качестве замены шарнирных пальцев, вилок или обычных валов в машинах.

Калибровка тензодатчиков

Требуется регулярная калибровка тензодатчиков, поскольку со временем они стареют, смещаются и смещаются. Согласно ISO9000, максимальный период между повторной калибровкой составляет от 18 месяцев до 2 лет. Однако для наиболее точных измерений рекомендуется ежегодная калибровка.

Проблемы, наблюдаемые в тензодатчиках

• Механический монтаж — Неправильная установка может привести к силе, приложенной вдоль нежелательной оси, и сила может коррелировать с ощущаемой нагрузкой, что может сбить с толку техника.
• Перегрузка — Если датчик нагрузки подвергается нагрузкам, превышающим его максимальную нагрузку, материал может пластически деформироваться, что приведет к потере линейности, смещению сигнала, затруднениям в калибровке и механическим повреждениям.
• Проблемы с электропроводкой — Из-за коррозии провода могут иметь высокое сопротивление. Попадание влаги может привести к образованию параллельных путей тока, что приведет к потере точности.
• Электрическое повреждение — Наведенный или наведенный ток может повредить датчик веса.Молния или дуговая сварка могут вызвать перенапряжение резисторов и привести к повреждению тензодатчика.
• Особенности применения — Если датчик веса не соответствует типу давления и определенной величине, то точность, надежность и разрешение могут быть скомпрометированы.

Quality Scales Unlimited предлагает ряд продуктов, таких как автомобильные весы, аналитические весы, весы для домашнего скота и датчики веса, которые можно использовать во многих областях. Для получения дополнительной информации о выборе весоизмерительного датчика, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям, свяжитесь с компанией Quality Scales Unlimited.

Весоизмерительные ячейки и датчики силы

Тензодатчики и датчики силы являются важными устройствами в приложениях для взвешивания или измерения. Нет четких определений датчика веса и датчика силы, но все они являются датчиками; Обычно датчик веса измеряет вес, а датчик силы измеряет силу или крутящий момент.

Они используются в различных отраслях промышленности, таких как упаковка, транспорт, пищевая, сельское хозяйство, сельское хозяйство, строительство, медицина, высокие технологии, испытания и измерения и многие другие.

Основными компонентами любого тензодатчика или датчика силы являются:

• сенсорный элемент и
• Чувствительная электроника

Чувствительный элемент:

Чувствительный элемент в датчике нагрузки или датчике силы, часто называемый «пружинным элементом», представляет собой точно обработанный металлический элемент, обычно изготовленный из высокопрочной легированной стали, нержавеющей стали с термообработкой или высокопрочного алюминиевого сплава.

Чувствительный элемент выполнен таким образом, что если к нему приложить нагрузку в определенном направлении и ориентации, в нем будет развиваться деформация, пропорциональная приложенной нагрузке.Точность тензодатчика во многом зависит от конструкции и материала сенсорного элемента, а также от качества изготовления.

Сенсорные элементы

бывают разных форм и размеров, которые соответствуют конкретному применению и номинальной нагрузке. Anyload предлагает следующие тензодатчики:

Чувствительная электроника:

Ключевой частью измерительной электроники для тензодатчика является тензодатчик. Тензодатчик, как следует из названия, может измерять деформацию куска металла, когда он прикреплен к нему.

Тензодатчик — это тонкий прецизионный резистор, который изменяет свое значение сопротивления при растяжении или сжатии.

Рис. 1: Тензодатчики при сжатии, нормальном давлении и растяжении (изменение формы преувеличено).

Чтобы превратить это изменение сопротивления в полезный выход напряжения, четыре (или группы из четырех) тензодатчиков прикрепляются к чувствительному элементу в виде моста из пшеничного камня.

Рисунок 2: Схема подключения тензодатчика

Тензодатчики прикреплены к чувствительному элементу таким образом, что при приложении нагрузки к датчику нагрузки R1 и R3 будут находиться под давлением, а R2 и R4 — под напряжением.

Как это работает?

Чтобы показать, как на самом деле работает датчик веса, мы продемонстрируем использование одноточечного датчика веса. Чувствительный элемент одноточечного датчика нагрузки будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке:

Рисунок 3: Одноточечный датчик нагрузки, модель

Когда нагрузка прилагается к датчику веса или датчику силы в точке нагружения, чувствительный элемент будет создавать напряжение в соответствии со следующей симуляцией (см. Рисунок 4).Изменение формы чувствительного элемента преувеличено в иллюстративных целях. Фактическое отклонение большинства тензодатчиков или датчиков силы составляет самое большее от 0,1 мм до 1 мм при полной шкале.

Рисунок 4: Одноточечный датчик нагрузки под нагрузкой

В большинстве случаев тензодатчики прикрепляются к чувствительному элементу в местах, где возникает наибольшая деформация.

Когда датчик нагрузки или датчик силы находится в ненагруженном и нормальном состоянии, все значения сопротивления тензодатчика равны или близки к равным, а выходное напряжение моста пшеничного камня равно нулю или близко к нулю.

Когда к датчику прикладывается нагрузка, тензодатчики испытывают сжатие или растяжение в соответствии со схемой ниже:

Рисунок 5: Подключение тензодатчика под нагрузкой

В этом состоянии тензодатчики при сжатии имеют меньшее сопротивление, а датчики при растяжении имеют более высокое сопротивление. Это изменение сопротивления вызовет отклонение выходного напряжения от нуля или близкое к нулю на величину, пропорциональную приложенной нагрузке.

Милли-вольт на выходное напряжение

Выходное напряжение датчика по отношению к напряжению возбуждения или питания представлено в мВ / В в спецификации тензодатчика или преобразователя. Это значение указано для полной шкалы выходного сигнала тензодатчика и обычно составляет 1, 2, 3, 4 мВ / В или другие числа ниже или между ними.

Термин «выходное значение полной шкалы» означает выходное напряжение весоизмерительного датчика, когда весоизмерительный датчик находится при полной номинальной механической нагрузке.

Например, для тензодатчика или датчика силы с выходным сигналом полной шкалы 2 мВ / В это означает, что если напряжение возбуждения равно 10 В постоянного тока, то при полной шкале выходное напряжение будет 20 мВ в соответствии со следующим уравнением:

Датчик нагрузки или компенсация датчика силы

В идеале весоизмерительный датчик с простой мостовой схемой из пшеничного камня имеет нулевой выходной сигнал, когда он разгружен. Однако на самом деле в схему моста из пшеничного камня необходимо добавить несколько резистивных компонентов, чтобы минимизировать влияние изменения температуры и достичь нулевого баланса в ненагруженном состоянии.Реальный пример моста из пшеничного камня в датчике нагрузки будет выглядеть примерно так:

Рисунок 6: Пример моста из пшеничного камня на датчике нагрузки

Существуют различные резистивные компоненты, помимо четырех основных тензодатчиков, которые составляют мостовую схему из пшеничного камня. Их

• Компенсация нулевого баланса
• Температурная компенсация по нулю
• Компенсация чувствительности
• Температурная компенсация чувствительности

Компенсация нулевого баланса

Поскольку не все тензодатчики имеют точно равные значения, и их значение может измениться на небольшую величину после процесса соединения с чувствительным элементом, резистивные компоненты нулевого баланса помогут противодействовать этому изменению или разнице. Цель нулевого баланса — сделать все тензодатчики, прикрепленные к чувствительному элементу, почти равными по величине.

Температурная компенсация нуля

Чувствительный элемент, а также тензодатчики будут естественным образом расширяться и сжиматься в зависимости от температуры окружающей среды. Это может привести к ошибочному считыванию значения нагрузки при разных температурах.

Компонент температурной компенсации представляет собой резистор, зависящий от температуры, который противодействует изменениям сопротивления основных тензодатчиков.

Компенсация чувствительности

Компоненты компенсации чувствительности помогут отрегулировать чувствительность весоизмерительного датчика до стандартного значения 1, 2, 3, 4 мВ / В или других значений, меньших или промежуточных, выход полной шкалы в пределах определенного диапазона допуска.

Температурная компенсация чувствительности

Чувствительный элемент, тензодатчики, модуль упругости чувствительного элемента будут естественным образом изменяться в зависимости от температуры окружающей среды во время восприятия нагрузки или силы. Это может привести к неправильному считыванию значений нагрузки или усилия при разных температурах.

Компонент температурной компенсации — это резистор, зависящий от температуры, который будет противодействовать неправильным показаниям при другой температуре.

Скачать файл PDF

Начало работы с тензодатчиками

Введение

Вы когда-нибудь хотели узнать вес чего-либо? Как насчет того, чтобы знать изменение веса с течением времени? Вы хотите, чтобы ваш проект ощущал присутствие чего-либо, измеряя деформацию или нагрузку на какую-либо поверхность? Если да, то вы попали по адресу.Это руководство поможет вам начать работу с тензодатчиками и их вариантами.

Один из многих видов тензодатчиков.

Предлагаемые показания:

Прежде чем приступить к тензодатчикам и их удивительным возможностям, мы предлагаем вам ознакомиться с некоторыми основными концепциями, если вы еще этого не сделали:

Делители напряжения

Превратите большое напряжение в меньшее с помощью делителей напряжения. В этом руководстве рассказывается, как выглядит схема делителя напряжения и как она используется в реальном мире.

Резисторы

Учебник по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно / последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применения резисторов.

Как читать схему

Обзор обозначений схем компонентов, а также советы и рекомендации для лучшего чтения схем.Щелкните здесь и станьте схематически грамотным уже сегодня!

Основные сведения о тензодатчиках

Типы тензодатчиков

Тензодатчик — это физический элемент (или датчик, если вы хотите быть техническим), который может преобразовывать давление (силу) в электрический сигнал.

Так что это значит? Есть три основных способа, которыми датчик веса может преобразовать приложенную силу в измеряемые показания.

Гидравлические тензодатчики

В гидравлических весоизмерительных датчиках используется обычная конструкция поршня и цилиндра для передачи изменения давления за счет движения поршня и мембранная конструкция, которая вызывает изменение давления на трубку Бурдона, соединенную с весоизмерительными датчиками.

Схема гидравлического тензодатчика от Nikka’s Rocketry

Пневматические тензодатчики

Пневматические весоизмерительные ячейки используют давление воздуха, прикладываемое к одному концу диафрагмы, и оно выходит через сопло, расположенное в нижней части весоизмерительной ячейки, внутри которой находится манометр.

Схема пневматического датчика веса от Instrumentation Today

Тензодатчики

И, наконец (хотя есть много других менее распространенных установок тензодатчика), есть тензодатчик, который представляет собой механический элемент, сила которого измеряется деформацией одного (или нескольких) тензодатчиков (тензодатчиков). ) на элементе.

Схема тензодатчика с сайта Scalenet.com

В тензодатчиках стержневых тензодатчиков ячейка расположена в форме «Z», так что к стержню прилагается крутящий момент, и четыре тензодатчика на ячейке будут измерять деформацию изгиба, два — сжатие и два — растяжение. Когда эти четыре тензодатчика установлены в образовании моста Уитстона, легко точно измерить небольшие изменения сопротивления с помощью тензодатчиков.

Более подробная диаграмма тензодатчиков на стержневых тензодатчиках при приложении силы

В этом уроке мы сосредоточимся на тензодатчиках, таких как те, что есть в SparkFun:

Большинство тензодатчиков работают очень похожим образом, но могут различаться по размеру, материалу и механической настройке, что может привести к тому, что каждая ячейка будет иметь разные максимальные нагрузки и чувствительность, с которыми они могут справиться.Для нескольких возможных механических настроек весоизмерительной ячейки ознакомьтесь с руководством по подключению с настройкой весоизмерительной ячейки.

Основы тензометрического датчика

Тензодатчик — это устройство, которое измеряет изменения электрического сопротивления в ответ на деформацию (или давление, или силу, или как вы ее называете), приложенную к устройству, и пропорциональную им. Самый распространенный тензодатчик состоит из очень тонкой проволоки или фольги, расположенной в виде сетки таким образом, что при приложении деформации в одном конкретном направлении происходит линейное изменение электрического сопротивления, чаще всего с основанием. сопротивление 120 Ом, 350 Ом и 1000 Ом.

Калибровочный коэффициент

Каждый тензодатчик имеет разную чувствительность к деформации, которая количественно выражается как коэффициент измерения (GF) . Калибровочный коэффициент определяется как отношение частичного изменения электрического сопротивления к частичному изменению длины (деформации). (Коэффициент для металлических тензодатчиков обычно составляет около 2. )

Небольшие изменения в штамме

Мы устанавливаем тензодатчик и измеряем это изменение сопротивления, и все в порядке, верно? Не так быстро.При измерении деформации редко используются величины, превышающие несколько миллистрендов (причудливые единицы для деформации, но все же очень маленькие).

Итак, давайте рассмотрим пример: предположим, вы установили деформацию 500µε. У тензодатчика с коэффициентом измерения 2 будет изменение электрического сопротивления только на:

Для датчика 120 Ом это изменение составляет всего 0,12 Ом. 0,12 Ом — это очень небольшое изменение, и для большинства устройств оно не может быть обнаружено, не говоря уже о точном обнаружении. Поэтому нам понадобится другое устройство, которое может либо точно измерять сверхмалые изменения сопротивления (спойлер: они очень дороги), либо устройство, которое может принять это очень небольшое изменение сопротивления и превратить его в то, что мы можем точно измерить.

Усилители и мост Уитстона

Здесь на помощь приходит усилитель, такой как HX711 или NAU7802.

Хороший способ взять небольшие изменения сопротивления и превратить их в нечто более измеримое — это использовать мост Уитстона. Мост Уитстона представляет собой конфигурацию из четырех резисторов с известным напряжением, приложенным следующим образом:

, где Vin — известное постоянное напряжение, и измеряется результирующий Vout. Если , тогда Vout равен 0, но при изменении значения одного из резисторов Vout будет иметь результирующее изменение, которое можно измерить и которое регулируется следующим уравнением с использованием закона Ома:

Заменив один из резисторов в мосту Уитстона тензодатчиком, мы можем легко измерить изменение Vout и использовать его для оценки приложенной силы.

Пример моста Уитстона со стержневым датчиком веса From All About Circuits

Основы комбинатора

Но что произойдет, если у вас нет тензодатчика с четырьмя тензодатчиками? Или вы хотите измерить что-то действительно тяжелое в каком-нибудь масштабе? Вы можете объединить четыре тензодатчика (иногда называемые датчиками нагрузки), используя коммутационную плату комбинатора датчиков нагрузки!

Весы для ванной с использованием комбинатора датчиков нагрузки для объединения двенадцати проводов в один мост Уитстона

Используя тот же принцип моста Уитстона, вы можете использовать комбинатор для объединения одинарных тензодатчиков в конфигурацию моста Уитстона, где сила, приложенная ко всем четырем одиночным тензодатчикам, добавляется, чтобы дать вам более высокую максимальную нагрузку и лучше точность, чем просто один. Комбинатор можно подключить к тому же усилителю для облегчения измерения.

Весоизмерительные ячейки, подключенные к комбинатору и усилителю HX711

Это тот же макет, который вы найдете, скажем, в домашних весах. К комбинатору и усилителю будут подключены четыре датчика веса с одним тензодатчиком, чтобы вы могли получать показания вашего веса. Для получения дополнительной информации о настройке четырех одиночных тензодатчиков с комбинатором, ознакомьтесь с аппаратным подключением комбинатора для HX711.Эту настройку также можно использовать с NAU7802.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Для получения дополнительной информации о тензодатчиках посетите ресурсы ниже:

Для получения дополнительной информации о настройке тензодатчиков и о том, как интегрировать их в ваш следующий проект, ознакомьтесь с нашим руководством по подключению HX711:

Вам также может быть интересно узнать об OpenScale или подключении тензодатчика к облаку с помощью следующих руководств!

Приложения OpenScale и руководство по подключению

OpenScale позволяет вам иметь постоянный масштаб для промышленных и биологических приложений. Узнайте, как использовать доску OpenScale для чтения и настройки тензодатчиков.

Промышленные масштабы Интернета вещей

Сколько весит слоненок? Какая сила удара у прыжка? Ответьте на эти и другие вопросы, создав собственный промышленный масштаб Интернета вещей с помощью SparkFun OpenScale.

Весы для регистрации веса для Интернета вещей

Из этого туториала Вы узнаете, как создать весы, которые будут регистрировать ваш вес на настраиваемом веб-сайте в Интернете.Принципы можно экстраполировать на любой тип данных.

Для вдохновения посетите SparkFun IoT Beehive:

И будьте в курсе OpenScale, подписавшись на него на GitHub:

Нужно еще больше? Ознакомьтесь с этой замечательной статьей о мостах Уитстона и типах тензодатчиков. Не можете насытиться принципами работы тензодатчиков? Прочтите эту статью для получения более подробной информации.

Что это? Как это работает, типы, установка

Введение

В этой статье содержится все, что вам нужно знать о датчиках веса.

Это подробное руководство дает вам следующую информацию:

• Что такое датчик веса?
• Мост Уитстона
• Типы упругих элементов или пружинных материалов
• Формы или профили тензодатчиков
• Герметичность
• И многое другое…

Тензодатчик из Strainsert

Глава 1: Что такое датчик веса и принципы, лежащие в его основе?

Тензодатчик

Весоизмерительный датчик — это преобразователь, преобразующий механическую энергию (растягивающую и сжимающую силы) в электрические сигналы. Существуют разные принципы работы преобразователя, которые можно использовать для преобразования сил. Наиболее распространены следующие:

• Тензодатчики
• Датчики емкостные силы
• Пьезоэлектрические преобразователи
• Датчики вибропроволочные
• Магнитные преобразователи

Тензометрические преобразователи

Тензодатчики работают по принципу изменения электрического сопротивления при упругой деформации проводника.Напряжение растяжения приводит к тому, что поперечное сечение проводника становится уже, а его длина больше; в то время как напряжение сжатия делает его шире и короче.

Эти штампованные узоры из параллельных проводов приклеиваются к поверхности металлического тела. Когда тело испытывает стресс, провода деформируются вместе с ним, и можно измерить изменение сопротивления. Это изменение сопротивления пропорционально напряжению от приложенной силы.

Датчики емкостного усилия

Емкостные преобразователи силы используют емкость материала или количество накопленного электрического заряда.Основная часть прибора — это конденсатор, который может иметь форму плоской, цилиндрической или сферической формы. Иногда емкостные датчики силы также могут рассматриваться как емкостные тензодатчики.

Простой емкостной датчик силы состоит из двух параллельных пластин, разделенных эластичным материалом, который также действует как диэлектрик. Приложение силы к пластинам увеличивает емкость, поскольку диэлектрик деформируется на пластинах. Емкость зависит от площади и расстояния между пластинами.

Пьезоэлектрические преобразователи

Пьезоэлектрические преобразователи , как следует из названия, используют пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектрический эффект — это способность определенных материалов производить электрический заряд при механическом воздействии. Этот электрический заряд пропорционален приложенной силе.

Весоизмерительные ячейки, использующие пьезоэлектрический эффект, обычно измеряют силы только в одном направлении.Если измерение необходимо с других направлений, устанавливаются дополнительные преобразователи.

Преобразователи с вибрирующей проволокой

Вибрирующие проволочные преобразователи , с другой стороны, используют принцип изменения собственной частоты натянутой проволоки или струны. Для данной длины, массы и материала струны, чем выше натяжение, тем выше частота. Натяжение струны прямо пропорционально квадрату частоты ее колебаний.

В этой конструкции преобразователя в качестве датчика силы используется проволока или веревка. Схема электронного генератора заставляет провод вибрировать с собственной частотой. Проволока прикреплена к диафрагме, к которой прилагается давление. Поскольку давление на диафрагму изменяется, так же как и напряжение, испытываемое проволокой. Изменение натяжения также изменяет частоту вибрации проволоки, которая затем измеряется чувствительной катушкой. Затем это будет преобразовано в электрический сигнал.

Магнитный преобразователь

Последним в этом списке идет магнитный преобразователь . Также известный как датчик нагрузки «Pressductor», разработанный ABB, этот тип использует магнитоупругий эффект или изменение проницаемости магнитного сердечника, возникающее при приложении силы к сердечнику. Под воздействием механической силы ферромагнитные элементы изменяют магнитные моменты своих «Вейссовских» доменов при приложении давления, что приводит к изменению магнитных характеристик в направлениях, в которых действуют механические силы.

Этот преобразователь состоит в основном из многослойного железного сердечника с двумя перпендикулярными обмотками. Переменный ток через первичную обмотку создает переменное магнитное поле в сердечнике по схеме «без нагрузки», когда в перпендикулярной вторичной обмотке не возникает напряжения. Когда к железному сердечнику прилагается нагрузка, изменение проницаемости магнитного сердечника заставляет линии магнитного потока менять свою ориентацию. При изменении ориентации создается магнитный поток, который проходит через вторичную обмотку.Теперь во вторичной обмотке индуцируется напряжение, которое затем преобразуется в читаемый сигнал.

Гидростатическое давление

Другой принцип измерения силы — это гидростатическое давление . Он отличается от предыдущих преобразователей, поскольку не требует преобразования силы в электрический сигнал. Датчик гидростатической силы состоит из рабочего тела, поршня (или диафрагмы) и цилиндра.Давление, заключенное между этими компонентами, измеряется и преобразуется в считываемые показания, такие как движение шкалы с помощью манометра с трубкой Бурдона. Пневматические и гидравлические тензодатчики относятся к этой категории. Обычно они используются во взрывоопасных зонах, где электрические весоизмерительные ячейки с высоким классом защиты от проникновения или классом ATEX экономически нецелесообразны.

В центре внимания будут тензодатчики

, поскольку они являются наиболее часто используемыми датчиками веса из-за их простоты и широкого спектра применений.

Глава 2: Мост Уитстона

Мост Уитстона — это четырехлучевой мост из резисторов, обычно состоящий из трех постоянных резисторов и одного переменного резистора. Переменный резистор — это чувствительный элемент или тензодатчик. Если сопротивление переменного резистора изменится относительно других, ток будет проходить через счетчик. По сути, мост Уитстона преобразует изменение сопротивления из-за деформации в измеримый электрический сигнал.

В других конструкциях мостов Уитстона используются два переменных резистора, чтобы повысить чувствительность системы и обеспечить повышенное изменение напряжения в зависимости от изменяющегося входа. При применении к системе датчика силы мостовая схема имеет два постоянных резистора и два переменных резистора. Источник напряжения постоянного тока (DC) подает энергию в цепь. Выходной сигнал моста Уитстона — это напряжение зазора, измеренное при Vout, как показано на рисунке. Напряжение на зазоре пропорционально разнице значений сопротивления преобразователей относительно эталонного сопротивления в конфигурации моста.

Эта конструкция позволяет измерять очень небольшие изменения и снижает влияние шума на напряжение промежутка. Если входное напряжение колеблется, это не влияет на напряжение зазора, так как оно зависит от соотношения сопротивлений. Что касается воздействия различных температур, поскольку все резисторы подвержены влиянию, эффект нивелируется.

Глава 3: Типы упругих элементов или пружинных материалов

Многие датчики силы используют простые упругие элементы или комбинацию элементов, таких как стойки, балки и кольца, в собранных конструкциях. Приложение силы вызывает деформацию или отклонение этих упругих элементов, при этом движение затем регистрируется тензодатчиком. Затем он преобразуется мостом Уитстона в измеримый выходной сигнал. Ниже приведены типы упругих элементов, используемых для датчиков веса.

• Тип на растяжение или сжатие

  В этом типе тензодатчики размещаются вдоль стороны цилиндра или прямой балки.Тензодатчики ориентированы либо в поперечном, либо в продольном направлении и соответственно подключены к мосту Уитстона. Когда колонна сжимается, датчики продольной деформации сжимаются, а поперечные растягиваются.

  
  

• Тип Роберваль, двойная / параллельная балка или гибочный

  Механизм Роберваля — это шкала, в которой две горизонтальные балки, расположенные одна над другой, прикреплены к вертикальной балке с обоих концов. Эта конфигурация применяется к тензодатчикам, тензодатчикам, имеющим четыре тонких участка, по два на каждой из верхней и нижней балок. Один конец двойной балки закреплен консольно, а другой конец несет приложенную нагрузку. Тензодатчик прикреплен к верхней и нижней поверхностям рядом с тонкими участками.

  Эта конфигурация хорошо подходит для высокоточных датчиков веса, поскольку все четыре плеча моста Уитстона активны, что обеспечивает более высокую чувствительность.При приложении нагрузки этот упругий элемент изгибается, как показано на рисунке выше, где два тензодатчика находятся в состоянии растяжения, а два других — в состоянии сжатия.

• Тип ножниц

  Для деформации деформированных упругих элементов тензодатчики ориентированы под углом 45 ° по отношению к направлению приложенной нагрузки. В этой конфигурации можно точно измерять нагрузки независимо от места приложения нагрузки.Это происходит из-за снятия деформации изгиба, испытываемой тензодатчиками. Половина каждого тензодатчика будет испытывать некоторую деформацию изгиба, в то время как другая половина будет испытывать такую ​​же величину, но в противоположном направлении.

  Деформируемые при сдвиге упругие элементы могут быть дополнительно классифицированы как:

  • Профиль «двутавровый» или балка
  • Штифт или болт
  • Диск полый
  • Z или S-образный
  • спираль

  Эти различные профили формы будут обсуждаться далее в следующем разделе.

Эти эластичные элементы могут быть изготовлены из различных материалов. Наиболее распространены легированные стали, алюминий и нержавеющая сталь. Легированные стали наиболее широко используются из-за их экономической эффективности. Популярной легированной сталью, используемой в тензодатчиках, является AISI 4330, среднеуглеродистая низколегированная сталь, состоящая из хрома, никеля и молибдена. Эта легированная сталь имеет хорошую закаливаемость, высокую поперечную прочность и ударную вязкость.

Алюминий используется в одноточечных системах с малой нагрузкой. Основное преимущество использования алюминиевых упругих элементов — это стоимость; алюминий — самый дешевый из трех упомянутых материалов. Обычно используется алюминиевый сплав 2023 из-за его низких характеристик ползучести и гистерезиса.

Нержавеющая сталь — лучший выбор для влажных и коррозионных сред. Нержавеющие стали обычно дороже легированных.Популярной нержавеющей сталью, используемой для изготовления тензодатчиков, является сплав 17-4PH или AISI 630, который представляет собой мартенситную хромоникелевую нержавеющую сталь, стабилизированную ниобием. Помимо коррозионной стойкости, они обладают высокой прочностью и ударной вязкостью.

Глава 4: Различные формы датчиков веса

Весоизмерительные ячейки

также можно классифицировать по их внешней форме. Различные формы имеют свое собственное конкретное применение, в котором используются один или комбинация упругих элементов, упомянутых ранее.

• Канистра Тип

  Тензодатчик канистры — одна из самых ранних конструкций весоизмерительных ячеек. Его упругий элемент представляет собой одну или несколько растянутых или сжатых колонн, герметично закрытых для защиты тензодатчика. Тензодатчики канистры могут иметь емкость от 100 фунтов до 500 000 фунтов, в зависимости от количества колонн. Они могут измерять как растяжение, так и сжатие. Ограничением тензодатчиков контейнера является их неспособность нормально выдерживать боковые нагрузки.

  
  

• Гибочная балка

  Весоизмерительные ячейки с изгибающейся балкой, на первый взгляд, можно сравнить с поперечной балкой. Однако у них разные эластичные элементы. Изгибающая балка не имеет уменьшенного поперечного сечения для тензодатчиков, скорее, эта балка подвергается механической обработке на всем протяжении. Тензодатчики прикреплены, как показано в датчике веса Роберваль.

  
  

• Односторонняя поперечная балка

  В этих тензодатчиках используется концепция поперечной балки с I-образным профилем, описанная выше. В этой конструкции упругий элемент из пружинного материала имеет уменьшенное поперечное сечение, к которому прикреплены тензодатчики. Один конец поперечной балки содержит монтажные отверстия, а другой конец — это место приложения нагрузки. Они обычно используются в низкопрофильных приложениях.

  
  

• Двусторонняя поперечная балка

  Двусторонняя поперечная балка аналогична односторонней. Вместо того, чтобы закреплять только на одном конце с нагрузкой, приложенной к другому концу, двусторонняя поперечная балка закрепляется на обоих концах с нагрузкой, приложенной к центру датчика нагрузки.

  
  

• Штифты или болты нагрузки

  Штифты или болты для измерения нагрузки используются для измерения натяжения. На самом деле это короткие толстостенные трубы с тензодатчиками, прикрепленными к каждой стороне центральной секции под углом 45 ° к оси трубы. Штифты или болты для измерения нагрузки обычно устанавливаются в машины вместо обычных валов, где они действуют как обычная часть узла.

  
  

• Блины сорт

  Это датчики нагрузки с полым диском, в которых имеется круглая группа отверстий, расположенных примерно на половине радиуса от центра диска. В этих отверстиях под углом 45 ° к оси нагружения расположены датчики деформации сдвига.

  
  

• Z или S-образный

  Эти датчики веса имеют упругий элемент, деформируемый за счет растяжения или сжатия на обоих концах.Его тензодатчики обычно имеют конфигурацию «X». Эти тензодатчики компактны, недороги, монолитны и просты в установке.

  
  

• Датчики нагрузки спирали

  Они основаны на принципе проволочной пружины. Спираль работает, преобразуя приложенную нагрузку в крутящий момент в проволоке. Эта конфигурация нечувствительна к внеосевой нагрузке из-за того, как крутящий момент распространяется по спирали.Ориентация тензодатчика не имеет значения.

• Тензодатчики кнопочные

  Эластичный элемент обычно представляет собой изогнутое кольцо, изогнутую мембрану или диафрагму в зависимости от конструкции производителя, но в конечном итоге он использует принцип изгиба упругих элементов балки. Эти весоизмерительные ячейки имеют низкий профиль, что позволяет использовать их в различных приложениях.Однако они могут измерить только степень сжатия. Меньший профиль кнопочных весоизмерительных ячеек называется миниатюрным весоизмерительным элементом.

  
  

Глава 5: Воздухонепроницаемость тензодатчика

Тензодатчик состоит из тонких проводов, подверженных воздействию окружающей среды. Изменяющиеся температуры могут расширять или сжимать тензодатчик, создавая шум и неточные измерения. Коррозия также может проникнуть в эластичный элемент, что сократит срок службы устройства.Помимо возможного износа, сам датчик веса может вызвать проблемы с безопасностью для окружающей среды. При использовании на промышленных предприятиях, таких как нефтеперерабатывающий завод или химический завод, существует риск воспламенения легковоспламеняющихся жидкостей и газов. По этим причинам датчики веса сконструированы одним из следующих типов.

• Герметичные

  Герметичные датчики веса обеспечивают наилучшую защиту.Это достигается с помощью сварки, эпоксидной герметизации или соединения стекла с металлом. Внутренняя полость заполнена инертным газом под давлением. Герметичные весоизмерительные ячейки являются воздухо- и водонепроницаемыми, что соответствует классу защиты от проникновения (IP).

  
  

• Открытый

  Они разработаны для нормальных условий эксплуатации внутри помещений или для защищенных наружных применений. Защита от окружающей среды открытых тензодатчиков обеспечивается за счет покрытия из мягкой смолы или резины.Этот тип защиты делает тензодатчик уязвимым к влаге и колебаниям температуры.

• Взрывобезопасность

  Взрывобезопасность означает, что тензодатчик будет сдерживать или предотвращать взрыв, который может возникнуть внутри устройства. Для любого устройства или оборудования с внутренними полостями, подверженными воздействию горючих газов, эти газы в конечном итоге будут проникать внутрь, заполняя полость взрывоопасной смесью. Искры от тензодатчика воспламеняют эту смесь, вызывая взрыв.Рейтинг взрывозащиты может быть достигнут за счет сочетания изоляции, ограничения энергии и разделения.

Глава 6: Технические характеристики датчика веса

При проектировании системы с использованием тензодатчиков важно учитывать следующее.

• Номинальная грузоподъемность или номинальная нагрузка — это максимальная грузоподъемность или вес, которые может измерить датчик веса. При разработке системы для измерения определенного веса номинальная нагрузка датчика веса должна быть больше веса.

• Рейтинг перегрузки (безопасный) — это максимальная нагрузка, которая может быть приложена к весоизмерительному датчику, не вызывая постоянного изменения измерительных характеристик или рабочих характеристик.

• Номинальная перегрузка (максимальная) , с другой стороны, представляет собой максимальную нагрузку, которая может быть приложена без повреждения датчика веса.

• Номинальная выходная мощность — электрический выходной сигнал в зависимости от силы напряжения возбуждения, выраженный в мВ / В.

• Zero Balance — электрический выходной сигнал с номинальным напряжением возбуждения при отсутствии нагрузки.

• Напряжение возбуждения — это напряжение, подаваемое на цепь преобразователя.

• Нелинейность — это отклонение калибровочной кривой весоизмерительной ячейки от прямой линии, начиная от нулевой нагрузки до максимальной номинальной емкости ячейки.Это ошибка взвешивания во всем рабочем диапазоне.

• Гистерезис — это разница между двумя выходными показаниями весоизмерительных датчиков для одной и той же приложенной нагрузки. Одно показание получается путем увеличения нагрузки от нуля, а другое — за счет уменьшения нагрузки от максимальной номинальной мощности датчика веса.

• Комбинированная ошибка — это сочетание нелинейности и гистерезиса.

• Повторяемость — максимальная разница между выходными показаниями весоизмерительного датчика для повторяющихся нагрузок при идентичных условиях нагружения.

• Влияние температуры на номинальную мощность — это отклонение выходных показаний, вызванное изменениями температуры.

• Влияние температуры на ноль — это отклонение нулевого баланса, вызванное изменениями температуры.

• Входное и выходное сопротивление — это сопротивление цепи весоизмерительного датчика, измеренное между положительным и отрицательным выводами возбуждения, а также отрицательным и положительным проводами возбуждения соответственно.

• Сопротивление изоляции — это сопротивление тензодатчика, измеренное между цепью тензодатчика и корпусом тензодатчика.

Глава 7: Применение тензодатчиков

Во всех отраслях промышленности, где требуется взвешивание, используются датчики веса из-за их компактного профиля по сравнению с механическими весами.Применение тензодатчика не ограничивается взвешиванием; Тензодатчики также используются в автоматизации и мониторинге конструкций. Ниже перечислены общие области применения тензодатчиков.

Промышленное и производственное взвешивание

Промышленные и производственные предприятия используют датчики веса для измерения количества своего сырья и готовой продукции. Кроме того, на технологической линии необходимо знать, сколько материала присутствует, чтобы параметры процесса можно было соответствующим образом отрегулировать.Датчики веса используются в промышленном оборудовании, таком как бункеры, силосы, резервуары, конвейеры, упаковочные машины и т. Д.

Испытательно-лабораторная

Популярным оборудованием, в котором используются датчики веса из этой категории, является универсальная испытательная машина. В лабораторных весах также используются датчики веса с очень высокой точностью. Однако используются другие принципы преобразователя силы, кроме тензодатчика.

Автоматизация и управление процессами

Выходные сигналы от тензодатчиков могут использоваться в качестве сигналов обратной связи по технологическим линиям для автоматизации. Датчики веса используются для автоматической упаковки, распределения и сортировки.

Весовое оборудование и весы

Весоизмерительные датчики

также используются на платформах грузовых автомобилей, мостовых весах, кранах, железных дорогах и т. Д. Весоизмерительные датчики этой категории в основном используются для измерения грузов, загружаемых на грузовики и контейнеры.

Вывод:

• Существует несколько типов датчиков силы, которые были разработаны, такие как резистивные, емкостные, пьезоэлектрические, вибропроволочные и магнитные.Среди них резистивные преобразователи являются наиболее распространенными. Эти преобразователи также известны как тензодатчики.
• Мост Уитстона — это схема, которая может преобразовывать изменение сопротивления тензодатчика в измеряемую электрическую мощность.
• Эластичные элементы или пружинный материал — это то место, где тензодатчик приклеивается или прикрепляется. Упругий элемент испытывает деформацию, которая затем передается на тензодатчик.Они классифицируются по направлению нагрузки: растяжение или сжатие, изгиб и сдвиг.
• Существуют тензодатчики различных форм и профилей, которые характеризуются внутренним упругим элементом. Распространенными формами весоизмерительных ячеек являются баллонный тип, изгибающая балка, поперечная балка, нагрузочные штифты и т.д.
• Тензодатчики состоят из тонких, похожих на штамп, цепей, подверженных повреждениям и шуму. В зависимости от области применения доступны несколько конструкций.Самая герметичная конструкция — это герметичный тензодатчик.

Как узнать, сломан ли мой датчик веса

Наблюдаете ли вы какие-либо из перечисленных ниже признаков при использовании вашей измерительной системы с датчиком веса? Это может указывать на то, что ваш датчик веса может быть сломан. Воспользуйтесь нашим руководством ниже, чтобы узнать, сломан ли ваш датчик веса.

Признаки поломки тензодатчика

• Несогласованные показания дисплея
• Показания дисплея постоянно колеблются вверх и вниз
• Дисплей не вернется к нулю после снятия нагрузки
• Нулевой баланс кардинально изменился
• Дисплей неправильно считывает перегрузку
• Дисплей показывает отсутствие нагрузки при приложении нагрузки
• Показания дисплея не меняются при приложении нагрузки

Есть несколько причин, по которым ваш весоизмерительный датчик может показывать признаки вышеуказанного.Это могло произойти из-за:

• Ударная перегрузка
• Молнии или электрические скачки
• Неправильное обращение
• Проникновение влаги или воды
• Коррозия
• Обрыв кабельного соединения
• Короткое замыкание

Есть несколько проверок, которые вы можете провести на месте, чтобы определить, неисправен ли ваш весоизмерительный датчик, прежде чем отправлять его обратно поставщику для ремонта. Выполняйте следующие проверки на месте только в том случае, если это безопасно. Не пытайтесь использовать их во взрывоопасной зоне ATEX.

Визуальная проверка

Визуальная проверка не только тензодатчика, но и всей измерительной системы позволит определить возможное место повреждения. На что следует обратить внимание:

• Повреждение тензодатчика — Коррозия или износ, деформация, трещины
• Кабельные соединения и кабельная сборка — Порезы или износ от тензодатчика к подключенным измерительным устройствам
• Препятствия — Что-либо между датчиком веса и устройством, подлежащее измерению
• Монтажные поверхности — ровные или неровные, механические опоры установлены правильно

Примечание: Для приложений с несколькими весоизмерительными ячейками необходимо отсоединить все остальные весоизмерительные ячейки от индивидуальной весоизмерительной ячейки, которую вы тестируете.

Проверка нулевого баланса

1. Отсоедините отдельные датчики веса от систем с несколькими датчиками веса.
2. Убрать весь вес с тензодатчиков
3. Подключите тензодатчик к стабильному источнику питания 10 В постоянного тока (используйте внешний источник)
4. Измерьте выходное напряжение тензодатчика между положительным и отрицательным сигналом
5. Разделите это число на напряжение питания (в данном случае 10 В постоянного тока)
6. Сравните это число с нулевым балансом сертификата калибровки, предоставленного вашим поставщиком.

Если значение нулевого баланса значительно отличается от сертификата калибровки, это может указывать на то, что датчик нагрузки подвергся перегрузке. Умеренная перегрузка приведет к необратимой деформации тензодатчиков и ее необходимо будет отправить обратно поставщику для ремонта, в то время как сильная перегрузка обычно физически деформирует сам датчик нагрузки, а это означает, что его необходимо заменить.

Проверка сопротивления изоляции

1. Отсоедините датчик веса от распределительной коробки, индикатора или дисплея.
2. Соедините все выводы вместе
3. С помощью мегометра измерьте сопротивление изоляции между выводами и корпусом весоизмерительного датчика
4. С помощью мегометра измерьте сопротивление изоляции между выводами и экраном кабеля.
5. Наконец, измерьте сопротивление изоляции между корпусом датчика веса и экраном кабеля.
6. Сравните это число с значением сопротивления изоляции в сертификате калибровки или листе данных.

Если сопротивление изоляции значительно отличается, это может быть результатом попадания влаги внутрь датчика веса.

Проверка входного, выходного сопротивления и сопротивления моста

Для входного и выходного сопротивления:

1. Отсоедините датчик веса от распределительной коробки, индикатора или дисплея.
2. С помощью омметра измерьте входное сопротивление между выводами возбуждения.
3. С помощью омметра измерьте выходное сопротивление между сигнальными проводами.

Для сопротивления моста:

1. С помощью омметра измерьте сопротивление между выводом –ve сигнала и выводом возбуждения –ve.
2. С помощью омметра измерьте сопротивление между положительным сигнальным проводом и положительным проводом возбуждения.

В большинстве случаев разница между этими двумя цифрами должна быть ≤1 Ом.

Сравните эти цифры с сертификатом калибровки или таблицей данных.

Если значение сопротивления моста значительно отличается от сертификата калибровки, это будет указывать на короткое замыкание внутри тензодатчика.Это могло произойти из-за перегрузки током, молнии или скачка напряжения.

Что мне теперь делать?

Если вы считаете, что неисправен ваш весоизмерительный датчик, мы рекомендуем отправить его обратно вашему поставщику.