Yük hücresi nedir ve nasıl çalışır?
Türleri ve kapsamı
Başlangıç olarak, prensip olarak gerinim ölçer sensörlerinin çalışmasını anlayacağız. Harici bir kuvvet vücuda etki ettiğinde, uygulanan kuvveti deforme eder ve buna karşı koyar. Sensör gövdesinin deformasyonu nedeniyle, gerinim ölçerin ölçüm elemanı üzerinde bir etki yapılır. Sonuç olarak, cihaz, işleme sisteminin ölçüm sonucunu verdiği okumayı okuyan bir elektrik sinyali üretir. Ancak bu tür bir cihaz ne için?
Gerinim ölçerler aşağıdakiler için kullanılır:
- Ağırlık ölçümleri. Ayrıca, ölçüm biriminin tasarımına bağlı olarak, sıkıştırma veya gerilim için kullanılabilirler. Buna göre, amaçları platformlardaki (örneğin mağazalardaki tartılar) veya bir süspansiyondaki (vinçler, vb.) Ağırlığı ölçmektir.
- Basınç ölçümleri. Örneğin, gaz ve sıvı maddelerin boru hatlarında.
- Tork ölçümleri (araba motorlarında veya takım tezgahlarında).
- Hızlanma Tanımları.
- Hareket kontrolü.
Ölçüm elemanının tipi ve çalışma prensibi ile yük hücreleri aşağıdakilere ayrılır:
- İnce film.
- Piezoelektrik.
- Optik polarizasyon.
- Fiber optik.
- Piezorezistif.
Yük hücresinin tasarım özellikleri nerede kullanılacağını belirler, çünkü tasarım sırasıyla olası kuvvet uygulamalarının montaj deliklerinin ve vektörlerinin ve ölçüm sürecinin kendisini belirler. Formda farklı gerinim ölçerler de vardır:
- Konsol. Bu tür cihazların amacı, dağıtıcılar, konveyör, platform, hazne ve zemin ölçeklerindeki madde miktarını ölçmektir.
- Silindirik. Büyük ağırlıkların ölçüleceği arabalar, arabalar, tanklar ve konteynırları tartmak için kullanılırlar.
- S şekilli, çekme, bir vinç ve diğer benzer yapılar tarafından kaldırılan ağırlığı ölçmek için uygundur.
Uygulamada, gerinim ölçerler tamamen farklı bir tasarımda üretilebilir.
Cihaz ve çalışma prensibi
Gerinim ölçerler basınç veya ağırlığı ölçmek için kullanılır; hepsi hassas elemanın şekli değiştiğinde elektrikli bir dijital veya analog elektrik sinyali verir. Ama neyden yapılmışlar?
Taban veya kılıflar farklı tiptedir, sensörü nereye kurabileceğinize bağlıdır. Ve ayrıca hangi yönde çalışır - sıkıştırma, gerginlik veya bükme için.
Algılama elemanına ek olarak, yük hücresi mahfazası, örneğin ADC'ler, güç sürücüleri, vb. Gibi ek birimler içerebilir. Gerinim ölçer dijitalse, analog sinyali (ADC) dönüştürmek için bir birim de vardır.Gerinim ölçerin sensör elemanının, gerinmeye dirençli bir bileşen örneğinde çalışma prensibini düşünün - en yaygın uygulamayı bulmuşlardır.
Rezistif gerinim ölçer, üzerine bir rezistif katmanın uygulandığı esnek bir film veya substrattır. Bir film sensörü ise - ince püskürtme veya folyo, tel ise - esnek bir alt tabaka teline yerleştirilir. Püskürtme veya tel bir sarma hattına döşenir.
Substrat üzerindeki mekanik etki sırasında bükülür, bunun sonucunda film, folyo veya tel gerilir. Buna göre, gergin bir durumda, kesit alanı değişir (azalır) ve direnç artar. Basınç azaldığında, alt tabaka orijinal konumuna, direnç katmanına da geri döner ve direnci azalmaya başlar ve normale döner.
Piezoelektrik hassas organlar zıt çalışır. Piezokristale basınç uygulandığında, bir EMF meydana gelirken, ince yarı iletken filmlerden yapılan piezoresistif sensörlerin direnci de değişir.
Ayrıca kapasitif sensörler de bulabilirsiniz - bunlar çalışma prensibi esnek plakalar arasındaki kapasitansı ölçmek olan cihazlardır. Manyetik devre üzerindeki etki altında, devrenin özelliklerinin değiştiği elektromanyetik cihazların yanı sıra.
Bağlantı şeması
Yük hücresinin nasıl çalıştığını anladık. Şimdi bağlantı şemasını tanımalısınız. Sinyali okuyan cihazın blok şeması aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. Üzerinde, sensörden gelen sinyali yükseltmek ve dönüştürmek için seçeneklerden birini görürsünüz.
Gerinim ölçer sensörünü düşünürsek, gerçekte aşağıdaki gibi dahil edilen bir direnç köprüsüdür. Bu anahtarlama devresine "Winston Köprüsü" veya ölçüm köprüsü denir.
Çalışması için sadece sinyal kablolarını bağlamak yeterli değildir, ayrıca güç kablolarına da ihtiyacınız vardır. Bazı karmaşık sistemlerde, teller termal stabilizasyon veya diğer fonksiyonlar için de bağlanabilir.
Video, gerinim ölçer sensörlerinin ne olduğunu ve nasıl çalıştıklarını ayrıntılı olarak anlatır:
Modern gerinim ölçer sensörleri, amaçlarına bağlı olarak, bir gramdan yüzlerce tona kadar olan kısımları ölçmek için kurulumlarda kullanılabilir. Buna göre, her bir ağırlık aralığı için, belirli bir tasarımın ve hassas eleman tipinin gerinim ölçerler seçilir. Ölçülen ağırlıklara ek olarak, çalışacakları koşullar ve gerekli doğruluk sınıfı, enstrümantasyon seçiminde önemli bir rol oynar.
İlgili malzemeler:
Yükleniyor ...
