Тензодатчики для весов принцип работы: Тензодатчик принцип работы, схема электрической цепи с описанием

Содержание

Тензодатчики для весов принцип работы – Tokzamer

Что такое тензодатчик, типы тензометрических датчиков, схема подключения и их применение

«Точность – вежливость королей!» В наше время актуальность этого средневекового французского афоризма только растет. Для проведения точных измерительных вычислений на производстве и в быту все шире используются приборы на основе тензометрических датчиков.

Что такое тензометрия и для чего нужны тензодатчики

Тензометрия (от лат. tensus — напряжённый) — это способ и методика измерения напряжённо-деформированного состояния измеряемого объекта или конструкции. Дело в том, что нельзя напрямую измерить механическое напряжение, поэтому задача состоит в измерении деформации объекта и вычислении напряжения при помощи специальных методик, учитывающих физические свойства материала.

В основе работы тензодатчиков лежит тензоэффект — это свойство твёрдых материалов изменять своё сопротивление при различных деформациях. Тензометрические датчики представляют собой устройства, которые измеряют упругую деформацию твердого тела и преобразуют её величину в электрический сигнал. Этот процесс происходит при изменении сопротивления проводника датчика при его растяжении и сжатии. Они являются основным элементом в приборах по измерению деформации твёрдых тел (например, деталей машин, конструкций, зданий).

Устройство и принцип работы

Основу тензодатчика составляет тензорезистор, оснащенный специальными контактами, закрепленными на передней части измерительной панели. В процессе измерения чувствительные контакты панели соприкасаются с объектом. Происходит их деформация, которая измеряется и преобразуется в электрический сигнал, передаваемый на элементы обработки и отображения измеряемой величины тензометрического датчика.

В зависимости от сферы функционального использования датчики различаются как по типам, так и по видам измеряемых величин. Важным фактором является требуемая точность измерения. Например, тензодатчик грузовых весов на выезде с хлебозавода совершенно не подойдет к электронным аптекарским весам, где важна каждая сотая часть грамма.

Рассмотрим более предметно виды и типы современных тензометрических датчиков.

Датчики крутящего момента

Датчики крутящего момента предназначены для измерения крутящего момента на вращающихся частях таких систем, как коленвал двигателя или рулевой колонки. Тензодатчики крутящего момента могут определять как статический, так и динамический момент контактным либо бесконтакным (телеметрическим) способом.

Тензодатчики балочного, консольного и кромочного типов

Эти типы датчиков изготавливают обычно на основе параллелограммной конструкции со встроенным элементом изгиба для высокой чувствительности и линейности измерений. Тензорезисторы в них закрепляются на чувствительных участках упругого элемента датчика и соединяются по схеме полного моста.

Конструктивно балочный тензодатчик имеет специальные отверстия для неравномерного распределения нагрузки и выявления деформаций сжатия и растяжения. Для получения максимального эффекта тензорезисторы по специальным меткам строго ориентируют на поверхности балки в ее самом тонком месте. Высокоточные и надежные датчики этого типа используют для создания многодатчиковых измерительных систем в платформенных или бункерных весах. Нашли они свое применение и в весовых дозаторах, фасовщиках сыпучих и жидких продуктов, измерителях натяжения тросов и других измерителях силовых нагрузок.

Тензодатчики силы растяжения и сжатия

Тензодатчики силы растяжения и сжатия, как правило, имеют S-образную форму, изготавливаются из алюминия и легированной нержавеющей стали. Предназначены для бункерных весов и дозаторов с пределом измерения от 0,2 до 20 тонн. S-образные тензодатчики силы растяжения и сжатия могут использоваться в станках по производству кабелей, тканей и волокон для контроля силы натяжения этих материалов.

Тензорезисторы проволочные и фольговые

Проволочные тензорезисторы делают в виде спирали из проволоки малого диаметра и крепят на упругом элементе или исследуемой детали с помощью клея. Их отличает:

  • простота изготовления;
  • линейная зависимость от деформации;
  • малые размеры и цена.

Из недостатков отмечают низкую чувствительность, влияние температуры и влажности среды на погрешность измерения, возможность применения только в сфере упругих деформаций.

Фольговые тензорезисторы в настоящее время являются наиболее распространенным типом тензорезисторов из-за их высоких метрологических качеств и технологичности производства. Это стало доступным благодаря фотолитографической технологии их изготовления. Передовая технология позволяет получать одиночные тензорезисторы с базой от 0,3 мм, специализированные тензометрические розетки и цепочки тензорезисторов с широким рабочим температурным диапазоном от –240 до +1100 ºС в зависимости от свойств материалов измерительной решетки.

Преимущества и недостатки тензодатчиков

Широкое применение тензодатчики получили благодаря своим свойствам:

  • возможности монолитного соединения датчика деформации с исследуемой деталью;
  • малой толщине измерительного элемента, что обеспечивает высокую точность измерения с погрешностью 1-3 %;
  • удобстве крепления, как на плоских, так и на криволинейных поверхностях;
  • возможности измерения динамических деформаций, меняющихся с частотой до 50000 Гц;
  • возможности проведения измерений в сложных условиях окружающей среды в температурном интервале от -240 до +1100˚С;
  • возможности измерений параметров одновременно во многих точках деталей;
  • возможности измерения деформации объектов, расположенных на больших расстояниях от тензометрических систем;
  • возможностью измерения деформаций в движущихся (крутящихся) деталях.

Из недостатков следует отметить:

  • влияние метеоусловий (температуры и влажности) на чувствительность датчиков;
  • незначительные изменения сопротивления измерительных элементов (около 1%) требует применение усилителей сигналов.
  • при работе тензодатчиков в условиях высокотемпературной или агрессивной среды необходимы специальные меры их защиты.

Основные схемы подключения

Рассмотрим это на примере подключения тензометрических датчиков к бытовым или промышленным весам. Стандартный тензодатчик для весов имеет четыре разноцветных провода: два входа — питание (+Ex, -Ex), два других — измерительные выходы (+Sig, -Sig). Встречаются также варианты с пятью проводами, где дополнительный провод служит в качестве экрана для всех остальных. Суть работы весового измерительного датчика балочного типа довольно проста. На входы подается питание, а с выходов снимается напряжение. Величина напряжения зависит от приложенной нагрузки на измерительный датчик.

Если длина проводов от весового тензодатчика до блока АЦП значительна, то сопротивление самих проводов будет влиять на показание весов. В этом случае целесообразно добавить цепь обратной связи, которая компенсирует падение напряжения путем корректировки погрешности от сопротивления проводов, вносимую в измерительную цепь. В этом случае схема подключения будет иметь три пары проводов: питания, измерения и компенсации потерь.

Примеры использования тензометрических датчиков

  • элемент конструкции весов.
  • измерение усилий деформации при обработке металлов давлением на штамповочных прессах и прокатных станах.
  • мониторинг напряженно-деформационных состояний строительных конструкций и сооружений при их возведении и эксплуатации.
  • высокотемпературные датчики из жаропрочной легированной стали для металлургических предприятий.
  • с упругим элементом из нержавеющей стали для измерений в химически агрессивной среде.
  • для измерения давления в нефте и газопроводах.

Простота, удобство и технологичность тензодатчиков — основные факторы для дальнейшего активного их внедрения, как в метрологические процессы, так и использования в повседневной жизни в качестве измерительных элементов бытовой техники.

Что такое КИП и А и чем занимаются специалисты службы: слесарь и инженер КИП и А

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Как подключить и настроить датчик движения для управления освещением: электрические схемы подключения и настройка датчика

Что такое электроконтактный манометр, назначение, принцип работы, схема подключения и обзор популярных моделей

Что такое датчик Холла: принцип работы, устройство и способы проверки на работоспособность

Что такое термопара, принцип действия, основные виды и типы

Тензодатчик: принцип работы, устройство, типы, схемы подключения

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

Что такое тензодатчик?

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

Конструкция

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

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

K = Δl / l = ΔR / R

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

На практике это реализуется следующим образом (рисунок 1):

Рис. 1. Устройство тензорезистора

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

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

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

Принцип работы

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

Рис. 2. Принцип действия тензодатчика

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

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

Рис. 3. Воздействие нагрузки на тензодатчик

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

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

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

Рис. 4. Типы датчиков по форме грузоприемного основания

Так, в зависимости от формы грузоприемного основания выделяют:

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

В зависимости от вида метода измерения все тензодатчики подразделяются на:

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

Рис. 5. Принцип действия емкостного тензодатчика

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

Схемы подключения

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

Рис. 6. Четырехпроводная схема подключения

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

Рис. 7. Практическая реализация четырехпроводной схемы подключения

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

Рис. 8. Шестипроводная схема с цепью обратной связи

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

Рис. 9. Практическая реализация вычитания напряжения

Назначение

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

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

Как выбрать?

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

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

Что такое тензодатчик и как он работает

  • Виды и сфера применения
  • Устройство и принцип действия
  • Схема подключения

Виды и сфера применения

Для начала разберемся в принципе действия тензометрических датчиков. При воздействии на тело внешних сил оно деформируется, противодействует приложенной силе. За счёт деформаций корпуса датчика происходит воздействие на измерительный элемент тензодатчика. В результате устройство выдаёт электрический сигнал, считывая который система обработки выдаёт результат измерений. Но для чего нужен такой тип устройств?

Тензометрические датчики используются для:

  • Измерения веса. При этом в зависимости от конструкции измерительного узла могут использоваться на сжатие или на растяжение. Соответственно их назначение – измерение веса на платформах (например, весы в магазинах) или на подвесе (краны и прочее).
  • Измерения давления. Например, в трубопроводах газов и жидких веществ.
  • Измерения крутящего момента (на двигателях автомобилей или станков).
  • Определения ускорения.
  • Контроля перемещения.

По типу измерительного элемента и принципа работы тензодатчики делятся на:

  • Тензорезистивные.
  • Пьезоэлектрические.
  • Оптико-поляризационные.
  • Волоконно-оптические.
  • Пьезорезистивные.

Конструктивные особенности тензодатчика определяет то где он применяется, ведь конструкция определяет наличие монтажных отверстий и векторов возможного приложения сил, соответственно и самого процесса измерения. По форме также тензометрические датчики бывают разных типов:

  1. Консольные. Назначение таких устройств – измерение количества веществ в дозаторах, конвейерных, платформенных, бункерных и напольных весах.
  2. Цилиндрические. Применяются для взвешивания вагонов, автомобилей, баков и емкостей – там, где нужно измерять большие веса.
  3. S-образные, срабатывают на растяжение, подходят для измерения веса, поднимаемого краном и в других подобных конструкциях.

На практике тензометрические датчики могут производиться в совершенно разнообразном исполнении.

Устройство и принцип действия

Для измерения давления или веса используется тензодатчики, все они выдают электрический цифровой или аналоговый электрический сигнал при изменении формы чувствительного элемента. Но из чего они состоят?

Основа или корпусы бывают разных типов, от этого зависит, куда вы сможете установить датчик. А также то, в каком направлении он работает – на сжатие, растяжение или на изгиб.

В корпусе тензодатчика кроме чувствительного элемента могут находиться и дополнительные блоки, например, АЦП, формирователи питания и пр. Если тензометрический датчик цифровой, то и блок для преобразования аналогового сигнала (АЦП). Рассмотрим принцип работы чувствительного элемента тензометрического датчика на примере тензорезистивного компонента – они нашли наиболее широкое применение.

Тензометрический датчик резистивного типа представляет собой гибкую плёнку или подложку, на которую нанесён резистивный слой. Если это плёночный датчик – тонкое напыление или фольга, если проволочный — на гибкой подложке размещена проволока. Напыление или проволока укладываются в извилистую линию.

При механическом воздействии на подложку он изгибается, в результате чего плёнка, фольга или проволока растягивается. Соответственно в натянутом состоянии изменяется (уменьшается) её площадь поперечного сечения и сопротивление увеличивается. При снижении давления подложка возвращается в исходное положение, резистивный слой тоже, а его сопротивление начинает уменьшаться и возвращаться к норме.

Пьезоэлектрические чувствительные органы работают напротив. При давлении на пьезокристалл возникает ЭДС, тогда как у пьезорезистивных датчиков из тонких плёнок полупроводников также изменяется сопротивление.

Ещё можно встретить и емкостные датчики – это приборы, принцип работы которых заключается в измерении ёмкости между гибкими пластинами. А также электромагнитные устройства, в которых под воздействием на магнитопровод изменяются характеристики контура.

Схема подключения

Как работает тензодатчик мы разобрались. Теперь следует ознакомиться со схемой подключения. Блок схема устройства, которое считывает сигнал, изображена на рисунке ниже. На ней вы видите один из вариантов усиления и преобразования сигнала с датчика.

Если рассмотреть тензорезистивный датчик, то реально он представляет собой мост из резисторов, включённый следующим образом. Такая схема включения называется «Мост Уинстона» или измерительный мост.

Для его работы недостаточно подключить лишь сигнальные провода, нужны еще и провода питания. В некоторых сложных системах могут подключаться еще и провода для термостабилизации или других функций.

На видео подробно рассказывается, что собой представляют тензометрические датчики и как они работают:

Современные тензометрические датчики в зависимости от своего назначения могут использоваться в установках для измерения от долей грамм до сотен тон. Соответственно для каждого диапазона весов подбираются тензодатчки определённой конструкции и типа чувствительного элемента. Кроме измеряемых весов немаловажную роль в выборе контрольно-измерительной аппаратуры играет и условия, в которых они будт работать, а также требуемый класс точности.

Материалы по теме:

Тензодатчики, схема подключения, принцип работы

Тензодатчик (он же – тенезометрический преобразователь) – достаточно простой электромеханический прибор, преобразующий деформацию регистрирующего механического устройства в электрический сигнал. Физические основы работы датчиков давления сформулированы давно, а вот широкое распространение в быту и незаменимость в различных промышленных отраслях – заслуга современных инженеров.

  1. Принцип работы тензодатчика
  2. Тензодатчики веса
  3. Схема подключения тензодатчика
  4. Принцип работы S-образных тензометрических датчиков УРАЛВЕС
  5. Тензодатчики ( как правильно наклеить тензодатчики)

Принцип работы тензодатчика

Принцип работы тензометрического устройства основан на изменении сопротивления проводника при механическом воздействии на него. В наиболее простом конструкционном исполнении датчик представляет собой мелкоячеистую проводниковую сетку, закрепленную на токопроводящую основу, например, металлическую фольгу. Принцип работы тензодатчика в человеческом виде – если где-то надавить или стукнуть, умный прибор определит место, силу и даже время удара. Правда, во всех случаях сам тензор является только источником сигнала о произошедшем событии , а его преобразование в цифровой формат – задача совсем других устройств.

Схема исполнения решеток тензорного регистрирующего прибора может выполняться в проволочном варианте: с перемычками, петлевые, витковые, а в более сложных приборах – возможны комбинированные фольгированные схемы, позволяющие оценивать однокомпонентные, трехмерные и даже кольцевые деформации.

Тензорезистивный эффект, позволяющий фиксировать изменения электрического сопротивления в твердых проводниках или полупроводниковых пластинах при их сжатии или расширении, связан с деформационными воздействиями на атомарную структуру материала. Свое практическое воплощение он нашел при создании целого конструктивного ряда тензорезисторов, без использования которых уже трудно представить жизнь современного человека.

Тензодатчики веса

Прежде всего, это тензодатчики веса. Будь то напольные весы в спальне посадивших себя на диету женщин, неизменные электронные атрибуты современных магазинов, промышленные установки взвешивания автомобилей на стройплощадках или балочные платформенные весы, без тензорезисторов не обойтись. В настоящее время ассортимент тензодатчиков веса настолько велик, что любой заинтересованный потребитель сможет без особого труда выбрать требуемую именно для его случая комплектацию. Остановимся на нескольких конструктивных типах промышленных тензодатчиков веса.


Консольные устройства в алюминиевом или стальном исполнении. Диапазон весовых нагрузок этих приборов достаточно широк, а разнообразие вариантов корпусного решения позволяет использовать их во многих хозяйственных и бытовых сферах.

Стальные тензодатчики типа «бочка» или «шайба». Обладают хорошими показателями по герметичности и защите устройства от внешних воздействий. Это касается и материала оболочки и изоляции электропровода.

Балочные весовые регистраторы. Область применения – измерение весовых нагрузок на мостовые и платформенные конструкции. Регистрируют деформации изгиба и сдвига. Фиксировать натяжение крепежных элементов помогут тензодатчики на растяжке, а допустимость подвесного груза на стройке S-образные.

Схема подключения тензодатчика

Рассмотрим схему подключения тензодатчика.

Принцип работы S-образных тензометрических датчиков УРАЛВЕС

Особенности применения тензометрических датчиков

В современном производстве достаточно часто возникают ситуации, когда требуется проведение точных замеров уровня деформации объекта, а также его выражение в понятных численных значениях на электроприборах. Разбираться с этой задачей поручено таким устройствам, как тензометрические датчики. Сегодня они представлены на рынке в различных разновидностях, что делает поиск подходящего трудоемкой задачей, требующей хорошего знания технических моментов этих датчиков.

Назначение и классификация

Что такое тензодатчик? Тензометрические датчики были разработаны для использования в составе высокоточного измерительного оборудования. В задачи тензодатчика входит выполнение функций преобразователя для переработки физической величины измеряемого веса в электрический сигнал. Позже этот сигнал также передается на последующее преобразование, которым может заниматься весовой индикатор или процессор. Основным предметом замеров тензометрического датчика является степень деформации объекта в момент, когда его структура нарушается и перестраивается для оказания сопротивления внешней силе, что влияет на него. Датчик улавливает колебания объекта от этого процесса и преобразует их в цифровые сигналы.

Таким образом, тензометрический датчик, применим для целого спектра измерительных задач:

  • Измерение веса.
  • Замеры степени ускорения
  • Контроль перемещения объекта.
  • Замеры крутящего момента.
  • Замеры давления.

Пригодность отдельно взятой модели замерочного устройства для какой-либо из перечисленных задач зависит от его архитектуры и назначения. По последним параметрам тензометрические датчики делятся на:

  • S-образные датчики получили свое название из-за формы корпуса. Их принцип действия включает в себя как реакцию на сжатие объекта измерения, так и на растяжение. В большинстве приборов этот тип тензодатчиков работает именно по последнему принципу.
  • Одноточечные виды в своей конструкции несут всего один датчик замер, который располагается строго по центру платформы. Это делает их одной из самых доступных разновидностей на рынке, встречающейся в торговых и вагонных весах, а также в дозаторах.
  • Колонные тензометрические датчики получили корпуса в виде колонн, которые позволяют им мониторить объект во время его сжатия. Наличие в их конструкции опорных поверхностей позволяет изделию самостоятельно возвращаться в исходное положение после проведения замер. Отличаются применением на весах с высокой грузоподъемностью, позволяя замерять вес крупных транспортных средств.
  • Цилиндрические используются для измерения реакции объекта на сжатие. Не самый богатый функционал этого типа объясняется отсутствием степеней свободы качения. Цилиндрические датчики полезны в вагоноизмерительных весах, т.к. могут работать с большими массами.
  • Мостовые представлены в виде статично закрепленной балки, на центр которой вешается груз. Встретить такие датчики можно в весах для небольших транспортных средств.
  • Балочные. Подобно мостовым, конструкция тензодатчика представлена балкой на неподвижной опоре. Однако, в отличие от аналога, в балонных устройствах основная нагрузка приходится на конец балки.
  • Миниатюрные тензодатчики разработаны для использования в условиях ограниченного пространства и являются самой мобильной разновидностью. Часто применяются в лабораторных условиях и на испытательных стендах.

Технические особенности

Даже при внушительном разнообразии различных моделей тензометрических датчиков, у них есть технические особенности, объединяющие между собой все разновидности устройств. В первую очередь речь о погрешности результатов замер, которая в той или иной степени присуща любому типу весовых тензодатчиков. Тем не менее, в самых современных устройствах для измерения веса устанавливаются электронные модели, которые отличаются повышенной точностью замер степени деформации. Такие устройства относятся к классу С3, который предлагает возможность проведения измерения с погрешностью всего в 0.02 %. Ещё одной интересной деталью функционала тензометрических датчиков является возможность измерительного устройства с несколькими датчиками сохранять свою работоспособность, если один из них выйдет из строя.

Отдельно стоит подчеркнуть и материалы, из которых выполнены компоненты тензодатчиков. Чаще всего в эксплуатации встречаются изделия на основе легированной стали или алюминия, благодаря которым датчики обладают отличной долговечностью. Для весов, используемых в пищевой промышленности, принято применять датчики из нержавеющей стали, которые отличаются высокой устойчивостью к коррозии и защитой от влаги уровня IP68.

Устройство и принцип работы тензодатчика

Изгиб и форма корпуса играют большую роль в том, как работает тензодатчик. Принцип действия может быть ориентированным на изгиб моста при замере, его сжатие или растяжение. Наполнение корпуса зависит от типа датчика и может включать в себя множество других блоков, включая преобразователи, форматирователи питания и так далее. Например, в каждом цифровом устройстве должен быть преобразователь аналогового сигнала, которые будет производить перевод механических импульсов в электросигналы.

Еще одним важным нюансом остается то, является ли датчик резистивным или пленочным, что отражается на принципе его работы. Первый представлен в виде подложки, которая покрытия резистивным слоем. В случае, если речь идет про пленочный датчик, то в качестве покрытия будет использована тонкая и не плотная фольга. На проволочных устройствах именно проволока намотана на ее гибкой поверхности.

Работа измерительных приборов заключается в том, что подложка с датчиками оказывается платформой весов, на которые устанавливается предмет измерения. В зависимости от типа считывающего устройства, обложка либо сгибается, либо растягивается, что в любом случае передает механический импульс, который в электронных моделях преображается в цифровой сигнал и отправляется на дисплей. Как только предмет убирают с весов, обложка возвращается в изначальное положение и импульсы перестают поступать.

Выбрать тензометрический датчик

Как и у любого другого точного прибора, у тензодатчиков веса есть ряд важных технических и пользовательских критериев, которые должны соблюдаться покупателем, который хочет правильно подобрать себе это устройство:

  • Материал. Основная роль материала, из которого изготовлен корпус и компоненты датчика, сводится к его долговечности и способности выдерживать механические нагрузки. Большинство разновидностей устройств сделано из стали, будь то легированной или нержавеющей. Исключение составляют недорогие одноточечные классы тензодатчиков, которые производятся из алюминия, что не убавляет их технических качеств. Тем не менее, тот или иной вид материала имеет влияние на итоговую стоимость устройства.
  • Схема подключения тензометрического датчика. Тут выбирать придется между четырех- и шестижильной схема подключения датчика. Как правило, последняя требуется в случае, если установка устройства происходит на измерительный прибор с большим количество смежных датчиков, чей уровень сопротивления заметно отличается от устанавливаемой модели.
  • Наибольший предел измерения. Самое важное, что нужно знать об этом критерии — он определяет механическую прочность и грузоподъемность весов под управлением тензометрического датчика. Если замеряемый груз серьезно превышает НПИ, есть риск порчи и деформации самого датчика. Потому следует учитывать то, для каких целей собираются конкретные весы и какие предметы будут проходить замеры на них.
  • Класс точности измерения. Этот параметр обозначается буквами латинского алфавита и цифрами от D1 до С6. Большинство востребованных тензодатчиков обладают погрешностью в пределах указанных классов. При этом, самым распространенным классом является С3, в который входит большинство доступных измерительных устройств.
  • Способ закрепления. По этому критерию выбор довольно разнообразен и должен опираться на удобство пользователя. Среди вариантов есть датчики с фланцевым, линейным и боковым фиксациями. Также возможна установка тензодатчиков через внутреннюю или внешнюю резьбу, в зависимости от того, что позволяет конструкция устройства, в которому он крепится.
  • Тип защиты корпуса от вредных воздействий окружающей среды. Если измерительному прибору предстоит работать в экстремальных условиях или в иной среде, наполненной агрессивными факторами, стоит позаботиться о наличии соответствующей защиты на тензодатчике. Например, подбирать устройство с устойчивостью к химическому воздействию, перепаду температур, грязи и пыли, электромагнитного воздействия и так далее.
  • Номинальный выходной сигнал выражается в mV/V. Именно этот сигнал посылается и преобразуется тензодатчиком в момент, когда происходят замеры груза и его деформации.
  • Гистерезис является максимальным показателем разницы между значениями измерения одной нагрузки при ее увеличении с нуля и отклонении от номинального уровня.

Таким образом, выбор тензодатчика веса требует тщательного изучения его технических параметров и понимания принципов работы устройства, чтобы иметь представления о том, какие показатели обладают наибольшей важностью и при отборе.

Как подключить

Подключение тензодатчика легко выполняется своими руками в соответствии с простой инструкцией. Важную роль в процессе играет длина кабеля подключения, которую нужно учитывать ещё на стадии подбора датчика. Может потребоваться усилитель в виде контроллера SE 01, который уменьшит погрешность измерений в случае, если потребуется увеличивать размеры контакта для подключения. Провода самих датчиков должны быть заземлены с помощью блока для разветвления, устанавливаемого в одной точке, где они все пересекаются. Данная мера обязательна для предотвращения возможного замыкания.

Схема для подключения тензодатчика достаточно проста и подразумевает соединение контактов устройства с измерительным прибором в соответствии с их значениями, описанными на рисунке выше. Кабель, которым монтируется прибор, также нуждается в обязательном экранировании.

После подключения останется провести проверку и калибровку тензометрического датчика. Последняя выполняется одним из двух методов — стандартным или электронным. При первом пользователь записывает значения датчика при нулевой загрузке, после чего устанавливает на весы предмет с эталонным весом, который также вписывается в качестве штатного показателя. Электронный вариант подразумевает ручной ввод минимального и максимального допустимого веса.

Проверка тензодатчика

Проверка весовых тензодатчиков является обязательным этапом подготовки измерительного прибора к работе и проводится сразу после подключения всех контактов устройства. Исправность изделия проверяется тремя способами:

  • Диагностика тензометрического моста-Уитстона осуществляется замерами с помощью омметра сопротивления на его входе и выходе.
  • Проверка в нагруженном состоянии производится милливольтметром, когда датчик подключен к стабильному источнику питания с напряжением от 5 до 12 V.
  • Испытание при нулевой нагрузке проводится с помощью вольтметра при отсутствии нагрузки. Если такового под рукой нет, подойдет хороший мультиметр. В процессе потребуется подключить замерное устройство и подать сигнал, чтобы проверить его значение на выходе. Оно должно соответствовать значениям в паспорте датчика.

Видео по теме

Тензометрический датчик и его применение

Тензометрический датчик (тензодатчик) широко применяется в самых обычных весах и других весоизмерительных приборах (в вагонных, автомобильных весах, в дозаторах, в медицинском оборудовании, тренажерах, в сельском хозяйстве).

Принцип его работы состоит в определении уровня деформации и преобразовании этого значения в считываемый сигнал. Такой датчик представляет собой резистор, защищенный снаружи металлической оболочкой. Вся система крепится к корпусу весов. При деформации самого датчика электрический сигнал подается на весовой терминал и отображается в виде конкретного значения.

В зависимости от конструкции грузоприемной платформы применяются весовые тензодатчики различного типа:

  • Тензодатчики консольные или балочные тензодатчики;
  • Тензодатчики s-образные;
  • Тензодатчики «шайба» или тензодатчики мембранного типа;
  • Тензодатчики «бочка» или тензодатчики колонного типа.

Преимущества

  • Высокая точность измерения;
  • Подходят для измерения статических и динамических напряжений;
  • Небольшие размеры позволяют использовать такие датчики практически в любых измерительных устройствах;
  • Каждый тензодатчик проходит испытание, что гарантирует 100% работоспособность;
  • Подтверждение сертификатами «OIML»,«NTEP»,сертификатами взрывозащищенности « EX» и «ATEX»,сертификатами качества ISO 9001;
  • Подберем аналог тензодатчика другого производителя, в соответствии с габаритными размерами и тех.параметрами;
  • Годовая гарантия на всю продукцию.

Компания ТензоТехСервис является официальным дилером ZEMIC — производителя весоизмерительного оборудования. На нашем складе поддерживается большой ассортимент продукции, что обеспечивает поставку необходимой продукции в минимально возможные сроки. Приобретая продукцию ZEMIC в компании ТензоТехСервис Вы получаете бесплатную консультацию наших специалистов, сертификат качества и сертификат метрологических испытаний, в том числе и для европейского рынка.

Тензодатчики: особенности применения — ЮУВЗ

Тензодатчик – это главный элемент в электронном весоизмерительном оборудовании. Именно от него зависит точность и скорость определения веса. Принцип действия тензометрического датчика заключается в том, что по изменению сопротивления тензорезистора вычисляется степень деформации, которая будет пропорциональна силе, действующей на конструкцию.

За долго до того, как в применение вошли тензодатчики силы, использовались весы, основанные на механических рычагах. С помощью механических весов взвешивалось абсолютно различные грузы, от автомобиля до химических составляющих при работе в лабораториях. Такие весы при соблюдении определенных правил использования и содержания показывают точный вес.

Первый, основополагающий тензометрический датчик (или тензорезистивный датчик) были изобретены еще в 40-ых годах. Со временем тензометрические датчики вошли в основу создания весоизмерительного оборудования. Механические весы практически полностью сменились электронными, исключения составляют разве что лаборатории. Точность тензодатчиков с оставляет до 0,03-0,25%. 

Основные преимущества использования тензометрических датчиков силы в весоизмерительном оборудовании: 

  1. Весоизмерительное оборудование стало компактным, менее громоздким; 
  2. Коэффициент погрешности значительно снизился; 
  3. Взвешивать стало намного проще. 
  4. Переход к полностью автоматизированному процессу измерению веса.  

Материал изготовления тензодатчиков может быть различным: нержавеющая сталь, алюминиевый сплав или сталь с антикоррозионным покрытием. Тензометрические датчики бывают тензорезистивные, пьезорезистивные, оптико-поляризационные, волоконно-оптические.

В конструкции весов используются тензорезистивные датчики. Поэтому их как только не называют: тензометрический датчик, тензорезисторный датчик. Как известно основным элементом тензодатчика является тензорезистор. Конечно эти комплектующие многих весовых и измерительных приборов наилучшим образом удовлетворяют критерию стоимость-эффективность.

Характеристиками преобразователей являются: 

  • температурная и временная стабильность.
  • длина и ширина датчика должны быть достаточно малы для адекватного измерения деформации в точке. 
  • инерционность датчика должна быть мала для регистрации высоких частот динамических процессов. 
  • линейность отклика датчика в пределах всего диапазона. 
  • экономичность датчика и сопряженных с ним устройств. 

Тензорезисторы широко используются в качестве чувствительного элемента, датчиков для измерения сил, давления. Сам датчик бывает небольших размеров. На рисунке представлены размеры тензодатчика колонного типа.

Рассмотрим разновидности весовых тензометрических датчиков

 

Тензодатчик колонного типа (цифровой)

Используется в автомобильных и бункерных весах. Степень защиты оболочкой IP68. Диапазон нагрузок от 20 до 60 т.

Тензодатчик торсионного типа

Применяется в автомобильных, платформенных, бункерных весах и смесителях. Степень защиты оболочкой IP68. Диапазон нагрузок от 1 до 470 т.

Тензодатчик балочного типа.

Применяется в платформенных, автомобильных весах и для взвешивания емкостей. Степень защиты оболочкой IP68. Диапазон нагрузок от 220 кг. до 10000 кг.

Тензодатчик балочного типа

Используется в бункерных весах и для взвешивания емкостей. Диапазон нагрузок от 50 кг. до 500 кг.

Тензодатчик весоизмерительный

Данный тип тензодатчика применяется в бункерных весах и испытательных машинах. Степень защиты оболочкой IP68. Диапазон нагрузок от 1 до 7,5 т.

Тензодатчик балки двойного изгиба

Одна из самых популярных моделей тензодатчиков. Преимущества этого прибора в высокой ударопрочности, взрывобезопасности и высокой точности измерений. Используется в автомобильных, ж/д весах и смесителях

Тензодатчик мембранного типа

Широко применяется для взвешивания емкостей и баков. Диапазон нагрузок от 10 до 30 т. Степень защиты оболочкой IP68.Применяется для взвешивания емкостей и баков. Благодаря конструктивным особенностям тензодатчики легко встраиваются в весоизмерительные системы, при этом обеспечивая высокую надежность встройки. Датчики могут работать в любых условиях окружающей среды.

На сегодняшний момент в России очень мало производителей тензодатчиков. Обычно предприниматели России покупают продукт в Китае, Южной Корее или Германии, затем перепродают уже у нас.

что это, принцип работы в весах автомобильного и вагонного типа

Тензометрический датчик (тензодатчик) – это деталь, преобразующая величину деформации в приемлемый для проведения измерений сигнал (обычно аналоговый). Применение их в конструкциях весов и дозаторов определено техническими условиями на эти изделия, они должны полностью соответствовать требованиям ТУ в части эксплуатационных характеристик, типов и размеров взвешиваемых грузов и пр.

Как устроены и монтируются тензодатчики

Мы рассмотрим принцип действия и монтажа самоустанавливающихся тензодатчиков типа “двойная балка”. Устройства такого типа оптимальны для применения в весах, предназначенных для определения веса негабаритных грузов больших размеров, автомобильного и железнодорожного транспорта.

Тензодатчик HBM C16i – один из самых надёжных в своём роде

Основную роль в таких приборах играет подвижная платформа, на которую устанавливается груз. В процессе проведения измерений могут возникать высокие нагрузки динамического характера, которые воздействуют на тензодатчики. Нагрузка от платформы прикладывается на центр датчика. За счет своих конструктивных особенностей он принимает нагрузку на радиальный выступ, который покоится на неподвижной опоре. С помощью этого выступа происходит гашение колебаний платформы и компенсация боковых движений. Иногда эти датчики называют мостовыми.

Торцы корпуса тензоэлемента жестко зафиксированы в серьгах грузоприемной платформы, а сам он опирается радиальным выступом в неподвижную опору, являющейся частью фундамента весов и обеспечивает их свободный ход.

Радиальный выступ датчика гасит колебания платформы при высоких динамических нагрузках

По такой схеме эти детали монтируются на весах, предназначенных для автомобильного, железнодорожного транспорта. При изготовлении датчиков применяются никельсодержащие сплавы и нержавеющие стали. Возможны непринципиальные изменения в конструкции, но принцип действия и монтажа практически одинаков.

Перемещения платформы в продольной и поперечной плоскости ограничивается упорами. Электрическая схема датчиков собирается по принципу параллельного соединения, с дальнейшим их подключением либо к процессору, либо к индикатору веса. Данный тип устройств применяется в различных приборах для взвешивания, включающий в себя автомобильные и железнодорожные весы, дозаторы, смешивающие системы.

Все крупнейшие поставщики комплектующих для весовой аппаратуры имеют в номенклатуре предлагаемой продукции описанные выше тензодатчики.

Тензодатчики и их виды

Тензометрический датчик – это связанная с корпусом весовой платформы металлическая конструкция, которая является основным силоизмерительным элементом и используется с любыми видами весов. Принцип работы прибора заключается в уравновешивании механической силы датчика и массы определенного груза с последующим преобразованием ее в пропорциональный электрический сигнал. Фиксируя тип и степени деформации, тензодатчик веса систематизирует и автоматизирует процесс обработки показателей с точностью до 0,03–0,25 %.

Датчики нагрузки появились в 40-х годах XIX века благодаря мосту для вычисления электрического сопротивления проводников, который изобрел в 1843 году Чарльз Уитстон. Первые тензодатчики работали на основе гидравлики и пневматики. Развитие электроники позволило повысить эффективность тензодатчиков, которые стали неотъемлемым компонентом весоизмерительного оборудования. Современные датчики, изготовленные из алюминия, нержавеющей и легированной стали, имеют повышенную точность, устойчивы к воздействию динамических нагрузок и агрессивных условий среды.

Существуют различные виды тензодатчиков веса, применение которых зависит от типа грузоприемной платформы.

Консольные (балочные). Датчики данного типа имеют низкий профиль и характеризуются отсутствием чувствительности к смещениям линий действия силы. Конструктивное исполнение тензодатчиков позволяет использовать их во всех весоизмерительных системах с НПВ (наибольшим пределом взвешивания) до 7 тонн. Например, в качестве чувствительного элемента их устанавливают на конвейерных и платформенных весах.

S-образные. В основе функционирования датчиков данного типа лежит сила растяжения-сжатия по оси симметрии. Уменьшение времени на установку и запуск оборудования происходит за счет входящих в комплект шарнирных подвесов. S-образные датчики применяются при изготовлении подвесных бункерных, крановых и резервуарных весов, тестовых систем и разрывных машин.

Колонные («бочка»). Тензометрические датчики этого типа, имея в основе сферические опорные поверхности, работают на сжатие и самостоятельно принимают исходное горизонтальное положение. С применением колонных датчиков изготавливаются вагонные, автомобильные и бункерные многотонные весы.

Цилиндрические («шайба»). Данный вид датчиков, верхняя часть которых имеет форму сферы, работает по принципу «бочки», но имеет меньшие габариты и степень качения, что исключает передачу изгибающего момента. Тензодатчики типа «шайба» применяются для измерения нагрузок до 100 тонн и используются при изготовлении и модернизации вагонных, бункерных, автомобильных и платформенных весов.

Тензометрические датчики — Невский Сервис

Наименование

Датчики к весам ВСТ-0, ВСТ-1

Датчик 300г ВСТ-0
Датчик 600г ВСТ-0
Датчик 1,2кг, ВСТ-1

Датчики к весам ВСН-1, ВСН-3, ВСТ-3

Датчик 3кг, ВСН-1
Датчик 5кг к ВСН-1,5/0,5-3; ВСН-3/0,1-3
Датчик 20кг к ВСН-15/0,5-3; ВСН-15/1-3
Датчик 35кг к ВСН-30/1-3; ВСН-30/2-3
Датчик 8кг к ВСТ-6к/0,5-3; ВСТ-6к/0,2-3

Датчики к весам ВСТ-5

Датчик 100кг С2 L1 к ВСТ-5
Датчик 250кг С2 L1 к ВСТ-5
Датчик 500кг С2 L1 к ВСТ-5

Датчики к весам ВСП-1, ВСП-1А

Датчик 1 кг ВСП-1
Датчик 2кг ВСП-1
Датчик 4 кг ВСП-1
Датчик к ВСП-2/1-1А
Датчик к ВСП-3/1-1А

Датчики к весам ВСП-2, ВСП-2В

Датчик 2 кг ВСП-2, ВСП-2В
Датчик 4 кг ВСП-2, ВСП-2В
Датчик 5 кг ВСП-2, ВСП-2В
Датчик 10 кг ВСП-2, ВСП-2В
Датчик 20 кг ВСП-2, ВСП-2В
Датчик 30 кг ВСП-2, ВСП-2В

Датчики к весам ВСП-3, ВСП-3У, ВСП-3К, ВСП-4Т, ВСП-4ТМ, ВСП-4ТС, ВСП-4ТМС, ВСП-4ТК, ВСП-4ТКС

Датчик ВСП-3 6кг к ВСП-3, ВСП-3У, ВСП-3К

Датчик YZC-1B-8кг для ВСП-3, ВСП-3У, ВСП-3К, ВСП-4т (4тм, 4тс, 4тмс, 4тк, 4ткс)

Датчик YZC-1B-10кг для ВСП-3, ВСП-3У, ВСП-3К, ВСП-4т (4тм, 4тс, 4тмс, 4тк, 4ткс)

Датчик YZC-1B-20кг для ВСП-3, ВСП-3У, ВСП-3К, ВСП-4т (4тм, 4тс, 4тмс, 4тк, 4ткс)

Датчик YZC-1B-40кг для ВСП-3, ВСП-3У, ВСП-3К, ВСП-4т (4тм, 4тс, 4тмс, 4тк, 4ткс)

Датчики к весам ВСП-5Н

Датчик 75кг к ВСТ-60к/5-5Н
Датчик 200кг к ВСН-150/10-5Н

Датчики к весам ВСП-5, ВСП-5С, ВСП-8, ВСП-10

Датчик 100кг С2 L1 к ВСП-60/10-5
Датчик 250кг С2L1 к ВСП-150/20-5
Датчик 500кг С2L1 к ВСП-300/50-5
Датчик 100 кг к ВСП — 60/10-5С
Датчик 250 кг к ВСП — 150/20-5С
Датчик 500 кг к ВСП — 300/50-5С
Датчик L61 500кг к ВСП-300/50-8
Датчик L61 1000кг к ВСП-600/100-8
Датчик НВД-108Д 800кг к ВСП-600/10-10
Датчик НВД-108Д 1т к ВСП-1000/200-10
Датчик НВД-108Д 2т к ВСП-2000/500-10
Датчик 20кг (кмп. 4 шт) ВСП-4 (почтовые)
Датчик 40кг (кмп. 4 шт) ВСП-4 (почтовые)
Датчик 40кг (1 шт) ВСП-4 (почтовые)

Датчики к весам ВСП4

Датчик НВД-563Y, HBД-2В 100кг ВСП4-150А, ВСП4-150П
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 200кг ВСП4-300А, ВСП4-300С, ВСП4-300П
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 300кг ВСП4-600А, ВСП4-600С, ВСП4-600П
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 500кг ВСП4-1000А, ВСП4-1000П
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 1000кг ВСП4-1500А, ВСП4-2000А, ВСП4-1500С, ВСП4-1500П, ВСП4-2000П
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 1500кг ВСП4-3000А, ВСП4-3000С, ВСП-3000П
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 2000кг ВСП4-5000А, ВСП4-5000С, ВСП4-5000П
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 3000кг ВСП4-6000А, ВСП4-6000П
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 5000кг ВСП4-10000А, ВСП4-10000С
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 10000кг ВСП4-15000А, ВСП4-20000А
Датчик SQB-A 100кг (с опорой) 
Датчик SQB-A 500кг (с опорой)
Датчик SQB-A 1т (с опорой)
Датчик SQB-A 1,5т (с опорой)
Датчик SQB-A 2т (с опорой)
Опора шаровая для датчика (до 2000кг) к ВСП4-А
Опора шаровая для датчика (3000кг, 5000кг) к ВСП4-А
Опора шаровая для датчика (10000кг) к ВСП4-А
Пластина к опорам шаровым для датчика (до 2000кг) к ВСП4-А
Пластина к опорам шаровым для датчика (3000кг, 5000кг) к ВСП4-А
Пластина к опорам шаровым для датчика (10000кг) к ВСП4-А

Датчики к весам BCK-A, BCK-BE

Датчик к ВСК-30А
Датчик к ВСК-100А
Датчик к ВСК-300А
Датчик к ВСК-500А
Датчик к ВСК-1000А
Датчик 3т к ВСК-2000ВЕ
Датчик 5т к ВСК-3000ВЕ
Датчик 7,5т к ВСК-5000ВЕ

Датчики S-образные (прочее)

Датчик 300кг АС 101BS

Датчики к весам ВСК-В, ВСК-Д

Датчик 600кг (старый) ВСК-600 В,Д
Датчик 1т ВСК-1000 В,Д
Датчик 1т (старый)ВСК-1000 В,Д
Датчик 2т (старый) ВСК-2000 В,Д
Датчик 3т ВСК-3000 В,Д
Датчик 3т (старый) ВСК-3000 В,Д
Датчик10т ВСК-5000 В,Д
Датчик 5т (старый) ВСК-5000 В,Д
Датчик 10т (старый) ВСК-10000 В,Д
Датчик 15т ВСК-10000 В,Д
Датчик 20т ВСК-20000 В,Д
Датчик 30т ВСК-30000 В,Д
Датчики для весов ВСУ
Датчик HM8 10т (динамика)
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 3т  ВСУ-15000П
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 5т  ВСУ-30000П
Датчик НВД-563Y, HBД-2В 10т ВСУ-30000В
Датчики для весов ВСА
Датчик НВД-102А-15т ВСА (с узлом встройки)
Датчик НВД-102А-20т ВСА (с узлом встройки)
Датчик НВД-102А-30т ВСА (с узлом встройки)
Датчик ZSFY-A 10т (с узлом встройки)
Датчик ZSFY-A 15т (с узлом встройки)
Датчик ZSFY-A 20т (с узлом встройки)
Датчик ZSFY-A 30т (с узлом встройки)
Узел встройки к датчику ZSFY-A
Датчик ZSFY-SS 10т (с узлом встройки)
Датчик ZSFY-SS 15т (с узлом встройки)
Датчик ZSFY-SS 20т (с узлом встройки)
Датчик ZSFY-SS 30т (с узлом встройки)
Узел встройки к датчику ZSFY-SS
Датчик HM14C-C3 10т (с узлом встройки) 
Датчик HM14C-C3 20т (с узлом встройки)
Датчик HM14C-C3 30т (с узлом встройки)
Датчик AC-102A RH 20т (серьговой) ВСА
Датчики для весов «Невские весы»
Датчик SQB-SS 250кг (с опорой)
Датчик SQB-SS 250кг (с опорой)
Датчик SQB-SS 1т (с опорой)
Датчик SQB-SS 2т (с опорой)
Датчик SQB-SS 3т (с опорой)
Датчик SQB-SS 5т (с опорой)
Датчик HBДН 100кг
Датчик HBДН 250кг
Датчик HBДН 500кг
Датчик HBДН 1т
Датчик HBДН 1,5т
Датчик HBДН 2т
Датчик HBДН 3т
Датчик HBДН 5т

Тензодатчики – устройство, классические схемы подключения, маркировка, полезная информация для ремонта


Статьи По Теме

Рецепт удачного алмазного бурения по бетону

28.10.2020

Листогибы. Широкий выбор вариантов

11.12.2019

Теплопотери – секреты по их сокращению

23.03.2019

Выбирая весы, необходимо проанализировать множество различных характеристик, так как точность взвешивания очень важна для многих процессов на производстве. Точные измерения на электронных технических весах позволяют повысить качество продукции, уменьшить потребление сырья и потери производстве. В некоторых отраслях промышленности важны документальные доказательства точности измерений.

Устройство весового измерительного датчика для весов

Вопрос довольно глобальный, постараемся упростить материал как можно больше, и не вдаться в теоретические выкладки. В самом конце подборки мы все-таки рассмотрим весовой измерительный датчик для весов в более расширенном варианте. А пока, максимально упрощенный вариант.

Классический весовой измерительный датчик для весов на выходе имеет четыре разноцветных провода два — питание (+Ex, -Ex), два — измерительные концы (+Sig, -Sig).

Для справки. Встречаются несколько вариантов обозначения выводов весового измерительного датчика для весов

Питание

+Ex, Ex+, Exc+, Excitation+, +Питания, +Питания датчика

-Ex, Ex-, Exc-, Excitation-, — Питания, -Питания датчика

Выход

Sig+, LC-Sig+, +Signal, +Сигнал, +Сигнал датчика

Sig-, LC-Sig-, -Signal, -Сигнал, -Сигнал датчика

Цепи компенсации (только для 6-проводного варианта)

+Sense, +Sen, Sen+, Обратная связь+

-Sense, -Sen, Sen-, Обратная связь-

Иногда встречается вариант с пятью проводами, где пятый провод служит экраном для остальных четырех. Суть работы весовой измерительный датчик для весов проста, на вход подается питание, с выхода снимается напряжение. Выходное напряжение меняется в зависимости от приложенной нагрузки на весовой измерительный датчик для весов (балку).

Основное отличие 6-проводного весового измерительного датчика от 4-проводного

При большой длине проводов от весового измерительного датчика до блока АЦП, сопротивление самих проводов начинает влиять на показания весов.

Существует два решения этой проблемы:

1. Делать длину проводов одной и той же длины, тогда погрешность от сопротивления проводов вносимая в цепь измерения будет заранее известна, и будет скомпенсирована на уровне АЦП.

Для справки. На весах Масса-К серии ВТ было использовано оригинальное решение, АЦП был установлен прямо на весовом измерительном датчике, что позволяло решить проблему сопротивления проводов. Но был допущен серьезный инженерный просчет – переключатель калибровки не был вынесен за переделы весового измерительного датчика, и как результат усложненная процедура калибровки.

2. Добавить измерительную цепь, с помощью которой можно измерить сопротивление провода (а точнее падение напряжения) и в динамике подкорректировать погрешность от сопротивления проводов вносимую в цепь измерения.

Для этих целей добавляют два провода +Sen, -Sen которые и позволяют измерить падение напряжения на проводах, теперь достаточно вычесть это значение из общих измерений и мы получим показания только с тензорезисторов.

Вывод: Из вышесказанного следует, для 4-проводной схемы подключения весового измерительного датчика категорически не рекомендуется изменять (удлинять или укорачивать) длину кабеля от датчика до АЦП. В принципе при изменении длины соединительного кабеля можно сделать повторную калибровку, но вот калибровку термокомпенсации, вряд ли удастся, если это не предусмотрено конструкцией весов

Тензометрические датчики

Тензометрические датчики — важный компонент при развертывании SCADA-систем и автоматизации производственных процессов на предприятии.

Принцип работы и назначение

Форма и физические размеры тензометрических датчиков зависят от места их установки: бункер, шарнирный подвес, платформенные весы, транспортер и так далее, точности и максимальных значений измеряемой массы. Но принцип работы одинаковый. При изготовлении датчика производители используют материалы, заметно меняющие электрическое сопротивление при деформации. Это может быть сжатие, растяжение, изгиб и сдвиг.
Сопротивление можно точно зафиксировать и преобразовать в цифровое значение веса с помощью специального преобразователя или с помощью электронной схемы, расположенной в корпусе самого измерительного устройства. Полученное значение массы в цифровом виде подается на весовой контроллер или дозатор.

Зачем в балке весового измерительного датчика для весов сделаны отверстия?

Если бы в балке не было отверстий, то вся нагрузка была бы распределена по всей поверхности в равной степени, и выявить деформацию было бы очень трудно. Так как тензорезисторы должны размещаться в местах наибольшего напряжения, то место установки последних делают специально тонким, нагрузка приложенная на конец балки, была максимально выражена в этих самых местах. Для максимального эффекта тензорезисторы строго ориентируют на поверхности балки, строго под самым тонким местом.

Тензорезистор установлен строго по меткам на поверхности балки и в соответствии с метками на подложке.

Двумя отверстиями расположенными рядом достигается эффект – на одной плоскости один датчик работает на сжатие другой на растяжение.


Работа тензорезисторов под нагрузкой

ООО ТОКВЕС

Купить тензометрические датчики можно в компании ТОКВЕС. Эти точные средства объективного контроля позволяют повысить качество производственного учета и качество производства, предотвращают неэффективное использование и хищение сырья, материалов и готовой продукции.

Менеджеры компании ТОКВЕС помогут подобрать подходящий по точности, месту установки и пределам измерения весовой датчик. Многолетний опыт работы позволяет нам предлагать эффективные типовые быстрореализуемые решения и разрабатывать индивидуальные проекты под требования заказчика.

Устройство тензорезистора

Как правило, тензорезистор весового измерительного датчика для весов представляет собой длинный проводник выполненный в виде змейки. При сжатии длина проводника уменьшается и сопротивление уменьшается, при растяжении длина увеличивается и сопротивление увеличивается.


Основной тензорезистор, его положение строго позиционировано, в примере 265 Ом

Измерительный тензорезистор устанавливается строго по меткам, позиционные метки расположены по трем сторонам.


Компенсационный тензорезистор, требования к позиционированию менее жесткие, в примере 20 Ом

Типовые варианты исполнения тензодатчика

  • Мембранный. Используется для оценки веса жидкостей в различных емкостях. Как правило, имеет исполнение IP68: защита от влаги и пыли.
  • S-образный. Измеряет массу подвешенного к нему груза. Меняет свое сопротивление при растяжении.
  • Одноточечный. Наиболее универсальная разновидность измерительного устройства. При установке располагается по центру емкости или платформы. Используются в миниатюрных весах и многотонных платформах. Максимальная измеряемая масса указывается производителем.
  • Балочный. При измерении используется деформация на изгиб и сдвиг. Устанавливается в бункерные и платформенные весы.
  • Осевой (стержневой). Устанавливается в вагонные и автомобильные весы. Может иметь предел измерения до 50 и более тонн. Выполняется в защищенном от влаги и пыли корпусе из нержавеющей стали или иного устойчивого к коррозии металла.

Китайский тензодатчик

Несмотря на привычный образ для китайской продукции – товар плохого качества. Китайские тензодатчики обладают довольно хорошими измерительными параметрами, и это не просто цифра на бумажке, а реальная цифра снимаемая с тензодатчика при измерениях. Но без ложки дегтя не обойтись, именно на китайских датчиках первый раз довелось увидеть деформацию балки, видимую даже невооруженным взглядом.


Тензодатчик 6кг (Китай) деформация видна без линейки


Тензодатчик 150кг (Китай) и снова деформация видна без измерительных приспособлений

Не то что бы тензодатчики других производителей (не Китай) работают безотказно, например при наезде на тензодатчик машиной, конечно он выходит из строя. Однако на нем просто срезает резьбу. Нарезаем новую резьбу и датчик снова исправен.

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.

Определяем маркировку проводов для измерительного датчика весов

Применяем теорию на практике. В качестве образца рассмотрим датчик с весов CAS DB H, у которого нам надо определить назначения контактов с датчика, а именно входные/выходные цепи.

Для справки. Весы CAS DB H со старым АЦП, дисплей люминесцентный с накалом. Напряжение питания может отличаться от весов с черным АЦП.

Провода имеют цветовую маркировку и их 5 – черный, синий, зеленый, красный, белый. Черный откидываем сразу, он ни с чем не звонится – это экран. Будем отталкиваться от того факта, что большинство датчиков имеют выходное сопротивление измерительного моста кратным 350 Ом, а сами датчики подключены по мостовой схеме. Измеряем сопротивления между всеми выводами, получаем 6 значений:

  1. красный-белый 422 Ом
  2. синий-зеленый 350 Ом
  3. синий-красный 335 Ом
  4. зеленый-красный 335 Ом
  5. синий-белый 261 Ом
  6. зеленый-белый 261 Ом

Способ №1: классический

Более быстрый, но дающий результат, в случае если датчик имеет выходное сопротивление измерительного моста кратное 350 Ом.

Как можно увидеть синий и зеленый провод являются контактами выходного сопротивления измерительного моста, так как сопротивление между ними кратно 350 Ом. Соответственно оставшиеся два контакта красный и белый — это контакты питания датчика.


Рис. Определяем входные и выходные цепи датчика с весов CAS DB H.

Для справки. Остальные данные по сопротивлению проводов весового датчика весов CAS DB H можно посмотреть здесь. Допускается отклонение сопротивления от указанных +-1 Ом. Стандартное напряжение питания датчика – это +5В, но датчики обычно рассчитываются на 12В.

Способ №2: альтернативный

Проверялся только на мостовой схеме, для других схем подключения может не подойти.

Находим контакты с максимальным сопротивлением, красный и белый провод имеют сопротивление больше всех , 422 Ом – это контакты для входного напряжения. Соответственно оставшиеся два синий и зеленый, есть контакты выходного сопротивления измерительного моста.

Мы намеренно опустили определение полярности входных и выходных групп контактов, что бы не перегружать материал информацией.

Показатели точности

Точность – это параметр, показывающий насколько измеренные характеристики совпадают с эталонными. Для того чтобы повторяемость измерений была высокой, необходимо, по возможности, избавиться от систематических и случайных ошибок. Наиболее важными систематическими и случайными погрешностями являются:

  • Повторяемость – это способность устройства выдавать одинаковый результат при неоднократных измерениях одного предмета в равных условиях
  • Погрешность внецентрового нагружения – параметр, определяющий количественное отклонение значения измерения от размещения предмета в разных местах измерительной платформы.
  • Погрешность показания – параметр, выражающий общую погрешность из-за нелинейности и сдвига характеристики чувствительности. Она определяется разностью между истинным весом предмета, и результатом измерений на весах.

Определение полярности контактов для измерительного датчика весов (в разработке)

Тут все несколько неоднозначно, по крайней мере, для нас. Поэтому выкладываем только данные практических экспериментов. В качестве объекта измерения выбраны весы CAS DB 1H с тензодатчиком BC-150DB. Зная паспортные данные тензодатчика, имея 4 варианта подключения и зная правильную ориентацию на станине – снимем показания с выходного датчика. Правильное подключение по паспорту.

Вариант 1. (паспортное подключение)


Рис. Подключение тензодатчика по заводским параметрам.

Питание от 5В

  • 0кг, на выходе 0мВ
  • 20кг, на выходе 1мВ
  • 40кг, на выходе 1,9мВ

Показания родного АЦП с весов

  • 0 кг, показания АЦП, канал неизвестен 1,160
  • 20 кг, показания АЦП, канал неизвестен 5,956
  • 40 кг, показания АЦП, канал неизвестен 10,751

Давление на датчик снизу вверх — дает на выходе отрицательное напряжение.

Вариант 2. (перевернутое подключение)


Рис. Подключение тензодатчика наоборот, на входе плюс подключаем к минусу, на выходе плюс соединяем к минусу.

Питание от 5В

  • 0кг, на выходе 0мВ
  • 20кг, на выходе 1мВ
  • 40кг, на выходе 1,9мВ

Показания родного АЦП с весов

  • 0 кг, показания АЦП, канал неизвестен 1,150
  • 20 кг, показания АЦП, канал неизвестен 5,916
  • 40 кг, показания АЦП, канал неизвестен 10,679

Давление на датчик снизу вверх — дает на выходе отрицательное напряжение.

Как видно из показаний, данные АЦП несколько отличаются. В рабочем режиме весы начинают «врать», то есть показывать меньший вес, но если весы откалибровать — показания становятся правильными и весы становятся полностью работоспособными.

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.

Что такое тензодатчик и датчик силы?

Как работает тензодатчик? Тензодатчик, также называемый преобразователем, преобразует механическую силу в электрический сигнал или цифровое значение, которое пользователи могут просматривать и записывать.

В своей простейшей форме тензодатчик изгибается при приложении веса. В тензодатчике, установленном на сжатие, где тензодатчик находится под сосудом для взвешивания, например, в автомобильных весах, тензодатчик сжимается при приложении нагрузки. Затем он создает аналоговый выходной сигнал, пропорциональный приложенному весу или силе, который передается на контроллер, который преобразует сигнал в цифровое измерение веса.Очень важно, чтобы устройство работало должным образом, чтобы получать точные измерения веса. Почти все электронные весы используют тензодатчики для точного измерения веса — на самом деле причина, по которой они так широко используются, заключается в точности, с которой они могут эффективно измерять вес.

Если для приложения требуется несколько тензодатчиков, каждый из них должен измерять одинаковую долю общей нагрузки. Следовательно, в системе с четырьмя тензодатчиками каждый тензодатчик должен измерять ровно одну четверть нагрузки.

Многие тензодатчики принадлежат конкретному производителю и могут потребовать дополнительного обслуживания и затрат на владение. Внимательно обсудите со своим поставщиком весов все варианты систем весоизмерительных датчиков.

Какие существуют типы тензодатчиков?

Типы (или конструкции) тензодатчиков

можно различать в зависимости от типа выходного сигнала — пневматического, гидравлического или электрического. Их также можно отличить по тому, как они определяют вес — изгиб, сдвиг, сжатие, растяжение — вот несколько примеров.

 

Аналоговые датчики веса

Наиболее распространенные на рынке тензодатчики работают по принципу тензометрического датчика. Все тензодатчики должны преобразовывать свои аналоговые значения в цифровые, прежде чем показание веса груза можно будет отобразить на индикаторе.

Некоторые тензодатчики напрямую подключены кабелем к цифровому индикатору веса, где происходит преобразование. Другие ячейки подключены к суммирующим соединительным коробкам на весах, где коробка суммирует аналоговые показания от нескольких тензодатчиков, преобразует их в цифровой сигнал и отправляет этот сигнал на цифровой индикатор веса.

Гидравлические датчики нагрузки (датчики давления)

В отличие от большинства других тензодатчиков, гидравлические тензодатчики не используют тензометрические датчики или внутреннюю схему. Вместо этого гидравлические тензодатчики содержат гидравлическую жидкость, и во время сжатия создается изменение давления, которое передается по трубопроводу в суммирующую систему, где давление подается на аналоговый тензодатчик для определения веса. Узнайте больше о работе гидравлических весовых систем.

Аналого-цифровые датчики веса

Некоторые аналоговые тензодатчики выполняют аналого-цифровое преобразование сигнала внутри корпуса тензодатчика.Хотя иногда их называют цифровыми тензодатчиками, они по-прежнему измеряют в аналоговом режиме.

Преобразование аналогового сигнала в цифровой в тензодатчике позволяет системе сравнивать выходные данные отдельных тензодатчиков и выполнять диагностический анализ на основе этой информации, но поскольку преобразование происходит в тензодатчике, чувствительные электронные компоненты увеличиваются по всей системе весов, что делает их восприимчивыми к повреждениям от вибрации, влаги и увеличенного количества паяных соединений.

Материалы для тензодатчиков 

Тензодатчики

для грузовых автомобилей обычно изготавливаются из нержавеющей стали или стального сплава, но большинство производителей предлагают различные решения для тензодатчиков, которые наилучшим образом соответствуют потребностям вашего приложения.

Ячейки нагрузки легированной стали инструмента  

Тензодатчики

, изготовленные из элементов из инструментальной легированной стали, на сегодняшний день являются наиболее популярными датчиками. Соотношение цены и качества лучше по сравнению с конструкциями из алюминия или нержавеющей стали.

Наиболее популярными сплавами являются сплавы 4330 и 4340, так как они имеют низкую ползучесть (изменение выходного сигнала тензодатчика с течением времени под нагрузкой) и низкий гистерезис (разница между выходными показаниями тензодатчика при одинаковой приложенной нагрузке).

Тензодатчики из нержавеющей стали  

Тензодатчики из нержавеющей стали

дороже, чем тензодатчики из инструментальной легированной стали. Иногда они снабжены герметичными полостями стенки, что делает их идеальным выбором для агрессивных сред с высокой влажностью.

Тензодатчики из нержавеющей стали

, которые не являются герметичными, имеют мало преимуществ по сравнению с аналогичными датчиками, изготовленными из инструментальной легированной стали, за исключением более высокой устойчивости к коррозии.

Являясь крупнейшим в Канаде производителем электронных весов для грузовиков, переносных весов и систем взвешивания, компания Active Scale гордится своей историей инноваций в индустрии взвешивания, и мы знаем свою долю в тензодатчиках. Мы предлагаем автомобильные весы легендарного качества и стоимости. Свяжитесь с Active Scale сегодня, чтобы удовлетворить все ваши потребности во взвешивании.

 

Введение в тензодатчики от MSNST

Датчики силы

— это датчики силы, способные преобразовывать механическую силу в электрическую мощность, которую можно измерить. Несмотря на то, что существует несколько различных типов тензодатчиков, наиболее широко используются тензометрические датчики.

Помимо некоторых лабораторий, которые до сих пор используют прецизионные механические весы, тензометрические датчики веса контролируют индустрию взвешивания.Когда важны гигиена и искробезопасность, используются пневматические тензодатчики. В удаленных местах предпочтение отдается гидравлическим тензодатчикам, поскольку не требуется источник питания. Точность от 0,03 до 0,25% от полной шкалы можно ожидать при использовании тензометрических весов нагрузки. Эти типы тензодатчиков подходят практически для всех типов промышленных операций.

История тензодатчика

До появления и популярности тензодатчиков на основе тензодатчиков миром правили механические рычажные весы.Механические весы позволяют взвешивать различные предметы, в том числе таблетки, железнодорожные вагоны и многое другое. Пока они должным образом обслуживаются и откалиброваны, они могут взвешивать эти вещи точно и надежно. Весы, как правило, либо используют механизм балансировки веса, либо определяют силу с помощью механических рычагов. Самые ранние датчики включали пневматические и гидравлические конструкции.

В 1843 году сэр Чарльз Уитстон, английский физик, разработал мостовую схему, которая позволяла измерять электрические сопротивления.Эта мостовая схема идеально подходит для измерения изменений сопротивления, происходящих в тензодатчиках. Хотя самый первый тензометрический датчик сопротивления был создан в 1840-х годах, он стал экономически и технически жизнеспособным только в последние десятилетия благодаря достижениям в области электротехники. С тех пор тензометрические датчики широко используются как в автономных тензодатчиках, так и в компонентах механических весов.

Принципы работы датчиков веса

Как правило, тензодатчики различаются по способу определения веса (сжатие, изгиб, растяжение, сдвиг и т. д.).) или тип генерируемого ими выходного сигнала (гидравлический, пневматический, электрический).

Гидравлические тензодатчики считаются устройствами уравновешивания сил и измеряют вес по изменению давления заполняющей жидкости внутри. При взгляде на тензодатчик типа с вращающейся диафрагмой нагрузка или сила, действующая на головку, будет передаваться на поршень, который затем будет сжимать жидкость, заключенную в камере с эластомерной диафрагмой. Давление жидкости будет расти по мере увеличения силы.Это давление может быть передано для управления или дистанционной индикации или местного указания. Производительность имеет тенденцию быть линейной и, как правило, не зависит от уровня заполняющей жидкости или ее температуры.

При правильной установке и калибровке ячеек точность может быть в пределах 0,25 % полной шкалы, а иногда даже лучше. Благодаря тому, что датчик не содержит электрических компонентов, он подходит для опасных операций. Эти тензодатчики обычно включают в себя взвешивание бункера, резервуара и бункера.

Пневматические тензодатчики

работают по тому же принципу (баланс сил). В этих тензодатчиках используется несколько амортизирующих камер для обеспечения более высокой точности, чем в гидравлических тензодатчиках. В некоторых конструкциях первая камера используется как камера веса тары. Эти тензодатчики можно использовать для измерения небольших грузов, когда безопасность и чистота имеют жизненно важное значение. Преимущество пневматического тензодатчика в том, что он нечувствителен к изменениям температуры и практически взрывобезопасен.Кроме того, эти ячейки не содержат каких-либо жидкостей, которые могли бы загрязнить операцию в случае разрыва диафрагмы. Недостатком этих ячеек является потребность в регулируемом, сухом и чистом воздухе или азоте, а также в низкой скорости отклика.

Тензодатчики

могут преобразовывать воздействующую на них нагрузку в электрические сигналы. Фактические датчики обычно приклеиваются к конструктивному элементу или балке, которая затем деформируется под действием веса. Как правило, одновременно используются четыре тензорезистора, чтобы получить оптимальную чувствительность и температурную компенсацию.Два из них находятся на растяжение, а два других на сжатие. Они подключены к компенсационным регулировкам. Когда есть приложенный вес, деформация изменит электрическое сопротивление пропорционально фактической нагрузке. Тензодатчики повышают точность и снижают общие затраты, что делает их предпочтительным выбором для большинства задач взвешивания.

Выбор тензодатчика для вашего индивидуального применения

  • Тензодатчики сжатия  – Эти типы тензодатчиков состоят из цельной кнопки и лучше всего подходят для установки в условиях ограниченного пространства.Они хорошо известны своей долгосрочной стабильностью.
  • Тензодатчики сжатия/растяжения  – Эти тензодатчики идеально подходят для ситуаций, когда нагрузка может меняться от сжатия к растяжению и наоборот. Они также отлично подходят для помещений с ограниченным пространством. Благодаря резьбовым концам весоизмерительные ячейки легко устанавливаются.
  • Тензодатчики с S-образной балкой  – Эти тензодатчики получили свое название благодаря своей S-образной форме. Как при сжатии, так и при растяжении эти тензодатчики могут обеспечивать выходной сигнал, а приложения включают в себя бункеры, уровень в резервуарах, а также автомобильные весы.Они предлагают впечатляющее отклонение боковой нагрузки.
  • Платформенные и одноточечные тензодатчики  – Эти тензодатчики в основном используются в промышленных и коммерческих системах взвешивания. Независимо от положения груза на платформе, эти ячейки способны давать точные показания.
  • Весоизмерительные датчики для изгиба балки  – Эти датчики хорошо подходят для взвешивания резервуаров, приложений с несколькими весоизмерительными датчиками и управления промышленными процессами. (Они имеют низкопрофильную конструкцию, поэтому лучше всего подходят для ограниченного пространства)
  • Весоизмерительные ячейки с канистрами  – Эти тензодатчики хорошо работают как с однократным, так и с многократным взвешиванием.Многие из них полностью изготовлены из нержавеющей стали. Кроме того, они обычно герметичны для влажных помещений и смывов.
  • Низкопрофильные тензодатчики  – Эти типы тензодатчиков очень похожи на тензодатчики растяжения/сжатия и сжатия. Они имеют внутреннюю резьбу и монтажные отверстия, что обеспечивает простоту установки. Они часто используются для оперативного контроля силы и взвешивания.

Типы тензодатчиков и принцип их работы

Что такое тензодатчики и как они работают?

Проще говоря, тензодатчики представляют собой датчики, используемые для преобразования нагрузки или усилия в измеримый электронный сигнал .Как только к весам прикладывается нагрузка или сила, электронный сигнал от тензодатчика передается на удаленный компьютер. Там сигнал отслеживает или записывает деформацию, давление или нагрузку на объект или силу.

Поскольку датчики нагрузки преобразуют нагрузку или усилие, они играют важную роль в индустрии взвешивания и используются везде, где жизненно важны точные измерения веса. Будь то продуктовый магазин, дорожная станция взвешивания или датчик натяжения, все электронные весы и весы, которые можно найти где угодно, имеют какой-либо тип тензодатчика.

Конструкции тензодатчиков 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. При этом наиболее часто используются тензометрические датчики с точностью от 0,03% до 0,25% от полной шкалы. Они встречаются почти во всех типах промышленного применения, где требуются тензодатчики.

Тензодатчик

Тензодатчики

являются наиболее распространенными и широко используемыми тензодатчиками. Когда к тензодатчику прилагается вес, датчики преобразуют действующую на них нагрузку в электрические сигналы. Деформация тензодатчика деформируется пропорционально нагрузке, воздействующей на него при сжатии или растяжении. Создается аналоговый электрический сигнал, который затем преобразуется в цифровой формат для контроля веса или силы. Размеры находятся в пределах нескольких тысячных дюймов.Точность является одной из основных причин, по которой другие типы тензодатчиков выходят из употребления. Сегодня термин тензодатчик обычно относится к «тензометрическому тензодатчику», если не указано иное.

Тензодатчики

обладают рядом преимуществ по сравнению с другими тензодатчиками, главным образом, высокоточными, точными и линейными измерениями. На них также не влияют изменения температуры, они служат дольше, поскольку имеют меньше движущихся частей, обычно меньше по размеру, чем другие типы тензодатчиков, и обладают превосходной усталостной прочностью.

Гидравлический

Гидравлические тензодатчики используют обычное поршневое и цилиндрическое устройство, которое передает изменение давления. Это метод силового баланса, действующий при изменении внутреннего давления заполняющей жидкости. Всякий раз, когда к гидравлической системе прикладывается сила или нагрузка, она сжимает внутреннюю заполняющую жидкость внутри камеры устройства. Давление гидравлической жидкости повышается или понижается в зависимости от того, увеличивается или уменьшается прилагаемая сила. Давление можно измерять локально или передавать для дистанционного считывания и управления.При правильной установке гидравлические тензодатчики могут быть откалиброваны с точностью до 0,25 % полной шкалы. Поскольку датчики с гидравлическими тензодатчиками не имеют электрических компонентов, они часто используются в опасных условиях.

Пневматический

Принцип силового баланса также используется в пневматических тензодатчиках. Они могут обеспечить более высокую точность, чем гидравлические устройства, за счет использования нескольких демпфирующих камер. Конструкции могут различаться для разных целей, но пневматические датчики веса часто используются для приложений, требующих измерения относительно небольших весов.Вы найдете пневматические тензодатчики в тех средах, где чистота и безопасность имеют первостепенное значение. Они работают при любых температурах и условиях, и, поскольку это не гидравлическая система, в случае разрыва камеры никакие жидкости не будут вытекать, чтобы загрязнить конкретную окружающую среду. Для эффективной работы пневматическим тензодатчикам требуется чистый, сухой, отрегулированный воздух или азот.

производителей тензодатчиков | Поставщики тензодатчиков

Список производителей тензодатчиков


Универсальный плоский тензодатчик — компания Strainsert

Например, датчики и манометры являются частью тензодатчиков.Тем не менее, датчики также являются типом преобразователя. Вы можете видеть, где возникает путаница! Таким образом, хотя уместно называть тензодатчики и датчики «преобразователями», менее уместно называть датчики и датчики «тензодатчиками». Тем не менее, будьте готовы к тому, что они будут использоваться таким образом, и если вы запутались, не стесняйтесь попросить разъяснений.

Эта технология обычно используется для механических и промышленных испытаний, постоянного мониторинга нагрузки системы, в качестве компонентов таких устройств, как промышленные весы и других областях производства, обработки и тестирования.

Весоизмерительные датчики, а также датчики и манометры давления имеют широкий спектр конкретных применений. Например, работники склада используют тензодатчики для определения точного веса загруженных поддонов. В пищевой промышленности тензодатчики и датчики давления обеспечивают точное измерение ингредиентов и распределяют их соответствующим образом во время упаковки. Другие области применения включают системы калибровки, испытания на усталость в научно-исследовательских лабораториях, испытания на вытягивание и измерение расхода, испытания на прочность при растяжении балки моста, весы для взвешивания железнодорожных вагонов и автомобильные весы.

История тензодатчиков

Современные тензодатчики работают с использованием тензодатчиков, расположенных по схеме Уитстона. Мы обязаны этой технологии двум инновациям: уравнению моста Уитстона и тензодатчику. Уравнение моста Уитстона, усовершенствованное и популяризированное в 1843 году человеком по имени сэр Чарльз Уитстон, демонстрирует концепцию измерения разностей. Это уравнение не было особенно полезным, пока не был изобретен тензодатчик. До этого люди взвешивали большие грузы и промышленные предметы с помощью механических рычажных весов.

Тензометрический датчик был разработан примерно через 100 лет, в 1940-х годах. В то время исследователи разработали первый тензорезистор с проводным сопротивлением. Когда уравнение моста Уитстона и тензодатчик были объединены, родились тензодатчики. Хотя у инженеров были ингредиенты для тензодатчиков, им не хватало электронных технологий и средств для их массового производства в течение многих лет. Как только это стало жизнеспособным, использование весоизмерительных ячеек резко возросло, и отрасль процветает по сей день.

Конструкция

Производственный процесс

Тензодатчики изготавливаются на основе принципов измерения массы под давлением жидкости, упругости, магнитного эффекта, пьезоэлектрических и нулевых сред. Они состоят из двух основных частей: чувствительного элемента и схемы. Они часто также имеют кабели.

Чаще всего чувствительным элементом является тензодатчик. Тензорезисторы — это небольшие устройства, которые измеряют деформацию, вес или выходную силу объекта путем преобразования внутренней деформации в электрические сигналы.Менее частым спутником тензодатчика является пьезоэлектрический датчик, в котором используются пьезоэлектрические кристаллы для измерения напряжения, движения, веса и вибрации. Два распространенных датчика, которые попадают под пьезоэлектрический зонтик, — это датчики давления и силы/датчики силы. Подобно тензодатчикам, они измеряют приложенную силу, давление и деформацию давления газа, давления жидкости и высоты над уровнем моря. Цепь соединяет датчики или манометры с точками по всей тензодатчику. Кабели, если они используются, соединяют датчики с приборами.

Материал Дизайн

Тензодатчики могут быть изготовлены из различных металлических материалов, таких как инструментальная сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь и алюминий, в зависимости от назначения тензодатчика. В зависимости от применения производители ищут различные свойства материалов, такие как малый вес, высокая прочность, хорошая электропроводность, хорошая теплопроводность, привлекательный внешний вид, простота обработки, коррозионная стойкость, высокая криогенная вязкость, ковкость и т. д.

Вопросы проектирования и настройки

При разработке весоизмерительного датчика производители должны учитывать ряд различных факторов. Во-первых, они должны рассмотреть и рассчитать потенциальную емкость тензодатчика. Они делают это, учитывая динамику системы (частотную характеристику), максимальное значение силы, максимальную допустимую внешнюю нагрузку и влияние размещения преобразователя на силовом пути. При монтаже тензодатчика необходимо также учитывать, будет ли он прямо или косвенно находиться на пути первичной нагрузки, среду, в которой он будет находиться (вода, коррозионные материалы и т. д.).) и размер тензодатчика для измерения силы на месте, чтобы обеспечить безопасность и производительность отраслей, в которых они используются. Эти соображения помогают им построить тензодатчик нужного размера, формы, материала и мощности для работы. С этой целью производители могут настраивать тензодатчики по форме и размеру.

Характеристики

Тензодатчики работают с использованием датчиков, таких как тензометрические датчики, которые измеряют силу, давление и т. д. Когда датчики, какими бы они ни были, собирают данные, они отправляют их на записывающее устройство или другие компьютеризированные данные. система сбора.Эти системы либо аналоговые, использующие напряжение, либо цифровые. Из этих двух датчиков цифровые тензодатчики более популярны, потому что они быстрее, точнее и имеют лучшее разрешение. Если и когда системы обнаруживают какие-либо отклонения в системе, за которой они наблюдают, весоизмерительные датчики подают сигнал тревоги или полностью отключаются до тех пор, пока проблема не будет понята и устранена.

Типы

Датчик силы растяжения

Датчики силы растяжения используются для измерения напряжения датчика силы в виде растягивающей силы вдоль одной оси.Этот тип силы известен как положительная сила. Как правило, тензометрические датчики работают с тензодатчиками.

Датчик нагрузки на сжатие

Датчик нагрузки на сжатие измеряет прямолинейную силу толкания, отрицательную силу, вдоль одной оси. Как и датчики растяжения, датчики сжатия обычно используют тензометрические датчики. Поскольку они участвуют в сжатии тензодатчика, они идеально подходят для приложений с ограниченным пространством. Кроме того, они обеспечивают превосходную долговременную стабильность.

Тензометрический тензодатчик

«Тензодатчик тензодатчика» — это общий термин, который охватывает все те тензодатчики, в которых в качестве чувствительного элемента используются тензометрические датчики.Тензодатчики имеют номинальную нагрузку от 5 Н до 50 Н, используют цифровые индикаторы с высоким разрешением и соответствуют идеальным стандартам передачи усилия. Из-за своих превосходных качеств тензодатчики являются наиболее часто используемым типом тензодатчиков.

Датчик нагрузки с балкой

Датчик нагрузки с балкой, также известный как датчик нагрузки на изгиб или датчик нагрузки с балкой на изгиб, обычно используется для промышленного взвешивания. Балочные тензодатчики с низкопрофильной конструкцией идеально подходят для установки в зонах с ограниченным доступом.

Тензодатчик с S-образной балкой

Тензодатчик с S-образной балкой или срезной балкой является членом семейства балочных тензодатчиков. В этом контексте «сдвиг» относится к силе, которая делит объект вдоль плоскости, параллельной противоположным напряжениям внутри тензодатчиков. Они обеспечивают превосходное отклонение боковой нагрузки и, если они сжаты или находятся под давлением, выход. Типичные области применения S-образных тензодатчиков включают взвешивание на борту транспортных средств, взвешивание в силосах, взвешивание в цистернах и промышленные напольные весы.

Платформенный тензодатчик

Платформенные тензодатчики, также называемые одноточечными тензодатчиками, предназначены для сбора точных показаний независимо от положения груза на платформе. Они имеют и используют только один действующий тензодатчик. Как правило, этот тип тензодатчика используется для отдельных устройств, таких как весы для супермаркетов.

Весы с несколькими тензодатчиками

Весы с несколькими тензодатчиками работают по тому же принципу, что и платформенные тензодатчики, но работают путем снятия показаний более чем с одной точки весов.Они снимают очень точные показания.

Интерфейсный тензодатчик

Интерфейсный тензодатчик обслуживает более крупные системы, которые постоянно измеряют крутящий момент и усилие.

Гидравлический тензодатчик

Гидравлический тензодатчик измеряет изменение давления внутренней заполняющей жидкости, которое регистрируется как вес. Чаще всего гидравлические тензодатчики используются для взвешивания жидкости при изменении давления в бункерах, резервуарах и бункерах.

Миниатюрный тензодатчик

Мини-тензодатчик, как и следовало ожидать, предназначен для использования в небольших приложениях, где они выполняют точные измерения.Они похожи на датчики малой емкости, которые представляют собой мини-датчики, которые могут измерять вес от 0,9 унции до 150 фунтов.

Тензодатчик средней грузоподъемности

Тензодатчик средней грузоподъемности, также известный как датчик средней грузоподъемности, способен точно измерять вес от 200 до 20 000 фунтов. Типичными областями применения тензодатчиков этого типа являются весы для грузовых автомобилей, промышленные весы, машины для измерения усилия болта и очень большие платформенные весы.

Тензодатчик большой емкости

Тензодатчики большой емкости могут точно измерять любой вес свыше 25 000 фунтов.

Беспроводной тензодатчик

Беспроводной тензодатчик — это тензодатчик, работающий без кабелей. Вместо этого они контролируются с помощью беспроводных индикаторов. Это упрощает и ускоряет измерение нагрузки и усилия, а также снижает затраты на техническое обслуживание.

Кольцевой тензодатчик

Кольцевые тензодатчики или датчики нагрузки со сквозным отверстием названы в честь их формы; они гладкие и круглые, с отверстием посередине, которое позволяет вставлять болты или детали. Они измеряют сжимающие усилия, чаще всего в нефтяной и газовой промышленности.

Штыревой тензодатчик

Штыревой тензодатчик представляет собой тип тензодатчика, в котором используются штифты для измерения нагрузки. Штифты для измерения нагрузки или нагрузочные штифты оснащены тензодатчиками, установленными внутри небольшого отверстия, проходящего через их центры. Эти тензодатчики позволяют им ощущать силу, приложенную к ним. Тензодатчики со штифтами используются в шкивах, шкворнях, опорных блоках, скобах и якорях, а также во многих подводных устройствах. Они хорошо работают под водой, потому что тензодатчик хорошо защищен нержавеющей сталью, кабелем и торцевыми крышками, которые герметично закрывают его.

Динамометрический тензодатчик

Динамометрический тензодатчик использует динамометры или динамометры для измерения мощности, силы и крутящего момента. Тензодатчики Dyno используются в основном для измерения выходной мощности двигателя. Однако они довольно дороги, и поэтому их избегают без крайней необходимости.

Пьезоэлектрические датчики силы кристалла

Пьезоэлектрические датчики силы кристалла или пьезоэлектрические датчики силы предназначены для измерения силы, приложенной к кристаллическим материалам.Они могут это делать, потому что всякий раз, когда к кристаллическому материалу прикладывается сила, он генерирует электрический заряд. Преобразователь измеряет электрические заряды с помощью встроенного усилителя, а затем преобразует эти измерения в цифровой сигнал, который поступает на индикатор, который может прочитать оператор.

Специализированный преобразователь

Специализированные преобразователи предназначены для измерений в уникальных атмосферах, например, под водой или в космосе.

Датчик крутящего момента

Термин «датчик крутящего момента» применяется к любому тензодатчику или другому датчику, который измеряет статический и/или динамический крутящий момент.

Преобразователь натяжения ролика

Датчики натяжения ролика — это датчики, используемые для измерения натяжения в любом непрерывном рулоне бумаги, фольги, текстиля, пленки и т. д.

Датчик абсолютного давления

компенсировать повышение давления. Они делают это за счет увеличения выходного напряжения, генерируемого с помощью вакуумной или почти вакуумной внутренней эталонной камеры.

Преимущества тензодатчиков

Тензодатчики измеряют вес, давление и массу с показаниями в пределах .25% для грузов любого размера, от очень маленьких до нескольких тысяч тонн и всего, что между ними.

Принадлежности

Для весоизмерительных датчиков требуется очень мало аксессуаров, если они вообще нужны. Те, которые они действительно используют, включают основания тензодатчиков и кнопки тензодатчиков. Основания тензодатчиков позволяют конечным пользователям закреплять их болтами на поверхности. Кнопки тензодатчика помогают там, где есть несоосность приложенной нагрузки.

Правильный уход за тензодатчиками

Поскольку они очень чувствительны, очень важно обращаться с тензодатчиками с большой осторожностью.Ниже приведены несколько советов по уходу за тензодатчиками:

1. Никогда не снимайте и не трогайте крышки датчиков.

2. Используйте стабильный источник питания, чтобы предотвратить высокие скачки напряжения возбуждения.

3. Во избежание чрезмерной нагрузки на него никогда не дергайте, не пережимайте, не перекручивайте и не перегибайте кабель тензодатчика.

4. Внимательно следите за температурой окружающей среды вокруг тензодатчика и следите за тем, чтобы она не превышала допустимый диапазон температуры тензодатчика.

Стандарты

Когда вы покупаете тензодатчик, существует несколько различных стандартов безопасности и производительности, которым должен соответствовать ваш датчик.К ним относятся стандарты ISO и стандарты SAE AS9102 и/или ANSI/J-STD-001B. Кроме того, мы рекомендуем дважды проверить, прошел ли ваш тензодатчик испытание на сопротивление изоляции.

Другие стандартные требования зависят от вашего региона и отрасли. Например, тензодатчики, которые будут использоваться НАСА, требуют сертификации НАСА (NASA-STD-8739.3), а тензодатчики, которые будут использоваться в Европейском союзе, должны иметь и соответствовать сертификации RoHS.

На что следует обратить внимание

Прежде чем выбрать или настроить тензодатчик для вашего приложения, вам необходимо изучить несколько факторов, таких как емкость тензодатчика и его расположение.Чтобы рассчитать грузоподъемность тензодатчика, обязательно учитывайте следующее максимальное значение силы, динамику системы (т. е. частотную характеристику), реакцию тензодатчика на размещение датчика на траектории усилия и дополнительный вес тензодатчика. может справиться. Обратите внимание, что тензодатчики могут иметь от четырех до 30 датчиков, и чем больше датчиков внутри тензодатчика, тем выше чувствительность датчика при сборе и регистрации отклонений.

Когда вы устанавливаете тензодатчик на место, вы должны подумать о том, будет ли тензодатчик находиться на основном пути нагрузки или он будет измерять усилия дистанционно, а также есть ли какие-либо физические изменения пространства, которые необходимо реализовать для размера и монтажа, требуемый уровень точности и потенциальные проблемы, которые могут возникнуть из-за элементов окружающей среды, которым будет подвергаться весоизмерительный датчик.Внимательно рассмотрите их, чтобы получить точные показания и правильно разместить датчик веса, повысить безопасность на заводе, в лаборатории и за ее пределами.

Для достижения наилучших результатов вам необходимо обратиться к надежному поставщику высокого качества. Чтобы найти подходящего поставщика, ознакомьтесь со многими производителями и дистрибьюторами весоизмерительных ячеек, которые мы перечислили здесь. Посмотрите на продукты, услуги и цены, которые они предлагают. Выберите трех или четырех человек, которые вас больше всего интересуют, а затем обратитесь к ним за цитатой и / или с вашими вопросами.Сравните и сопоставьте их, и выберите поставщика, который будет обслуживать вас лучше всего. Удачи!

Тензодатчики Информационное видео

Что такое тензодатчик? – KUBOTA GRAVIMETRIC FEEDER

Весоизмерительная ячейка представляет собой датчик взвешивания, который выдает электронный сигнал, который преобразуется в зависимости от нагрузки (Н: Ньютон = сила). Весоизмерительная ячейка встроена в гравиметрический питатель и весы, которые обычно используются для измерения веса. Это называется индикатором или контроллером, который показывает вес (кг и т. д.), преобразованный из электронного сигнала.

В случае с гравиметрическим питателем, в популярном случае, тензодатчик размещается внутри платформы гравиметрического питателя, которая взвешивает всю часть питателя, включая бункер, редуктор, шнековый элемент и т. д. Датчик веса определяет вес подаваемого материала по потерям. в весе. Весоизмерительная ячейка, как дозатор потери веса, действительно является одним из наиболее важных ключевых компонентов гравиметрического дозатора. В этой статье мы объясняем основные технологии и типы тензодатчиков.

(1) Тензодатчик сопротивления электропроводки

Вообще говоря, то, что называется тензодатчиком, означает тензодатчик с электронным сопротивлением проводки.Тензодатчик Kubota также использует этот тип электронной проводки. Его еще называют тензодатчиком.

(a) Принцип определения веса электронного тензодатчика сопротивления проводки

Металл лишь немного трансформируется при загрузке. Это преобразование преобразуется в значение веса. В частности, тензодатчик прикреплен к металлу, который называется элементом (пожалуйста, смотрите рисунок ниже). Тензорезистор трансформируется в соответствии с перенапряжением металла, величина электронного сопротивления изменяется за счет увеличения или уменьшения электронного сопротивления.Например, когда линия сопротивления натянута, тензорезистор также напрягается, а электронное сопротивление увеличивается за счет уменьшения площади поперечного сечения. Значение веса рассчитывается путем обнаружения изменения электронного сопротивления через электронную схему.

(b) Характеристика весоизмерительного датчика с электронным сопротивлением

Тензодатчик с электронным сопротивлением имеет следующие характеристики.

  1. Простая структура, возможность измерения с относительно высоким разрешением
  2. Охватывает широкий диапазон значений веса от сотен граммов до тысяч килограммов, что зависит от формы и размера элемента
  3. Небольшой и легкий вес по сравнению с другими методами определения веса
  4. Прочный и простой в обращении

(2) Аналоговый тензодатчик и цифровой тензодатчик

Существует два типа тензодатчиков с электронным подключением: аналоговый тип и цифровой тип.

(a) Что такое аналоговый тензодатчик?

Аналоговый тензодатчик

выдает аналоговый сигнал (очень маленькое электронное напряжение) по кабелю и преобразует его в цифровой с помощью индикатора. Существуют следующие три фактора, при которых тензодатчик аналогового типа может вызвать ошибку.

  1. Индикатор и кабель могут стать причиной ошибки в дополнение к тензодатчику. (При замене троса и/или индикатора в ходе работ по техническому обслуживанию или ремонту необходима регулировка с помощью контрольного веса.)
  2. На каждый элемент тензодатчика, кабеля и индикатора влияет температура окружающей среды.
  3. На аналоговый сигнал влияет шум при его передаче от тензодатчика к индикатору, поскольку сигнал имеет очень низкое напряжение от нескольких мкВ до мВ.

Эти проблемы решаются с помощью цифрового тензодатчика, упомянутого ниже.

(b) Что такое цифровой тензодатчик?

Цифровой тензодатчик

преобразует аналоговый сигнал в цифровой с помощью тензодатчика. И он автоматически регулирует ошибку вывода, вызванную изменением температуры, потому что датчик температуры встроен внутри.То есть цифровые тензодатчики имеют следующие преимущества

  1. На значение массы не влияет замена индикатора, кабеля при проведении ремонтных и профилактических работ. И подгонка пробным весом не нужна. Это экономит время и деньги на ремонт.
  2. Стабильное взвешивание возможно, поскольку цифровой датчик веса не зависит от изменения температуры. Цифровой тензодатчик выводит цифровой сигнал данных о весе, который внутренне регулируется в соответствии с изменением температуры.
  3. Очень мало влияния на шум, так как цифровой датчик веса использует цифровой сигнал с несколькими В.
  4. Кроме того, поскольку цифровой тензодатчик достиг макс. Внутреннее разрешение 419 миллионов позволяет контролировать значение веса с более высоким разрешением по сравнению с нашим обычным типом аналоговых тензодатчиков.

ОБЗОР

Тензодатчик является наиболее важным компонентом для измерения веса. Не будет преувеличением сказать, что качество тензодатчика напрямую влияет на качество гравиметрического питателя. Kubota — ведущая компания, первой в Японии разработавшая цифровой тензодатчик.У Kubota есть силы, которые разрабатывают и производят не только гравиметрический питатель, но и цифровой тензодатчик, который является ключевой технологией для гравиметрического питателя. Являясь пионером на рынке оборудования для взвешивания, мы обладаем богатым опытом и уверенностью в качестве измерения веса, что подтверждается более чем 90-летней историей.

Ссылка на историю взвешивания Kubota

Тензодатчик

DMS — Тензодатчик

Тензодатчики DMS (DehnungsMessStreifen – по-немецки тензодатчик) являются наиболее распространенной формой электромеханических весов.Они используют электрические сигналы для определения массы.

Основное различие проводится между электронными весами, которые определяют массу без механических промежуточных ступеней или параметров (электронная компенсация силы), и электромеханическими весами, которые используют механические промежуточные ступени и параметры (например, тензодатчики).

Тензодатчики DMS относятся к группе электромеханических весов , основанных на принципе тензометрического преобразователя.

Принцип измерения DMS основан на том же принципе, что и пружинные весы.Они настраиваются на сбалансированное состояние и отображают массу на соответствующем дисплее. Функцию пружины выполняет податливое и гибкое тело (специальная измерительная пружина), полый цилиндр, стержень или кольцо. Измерительное тело демонстрирует особую жесткость пружины. Это сделано для того, чтобы быть особенно щедрым (c>5∙104 Н/мм), чтобы свести к минимуму отклонение взвешиваемого материала или объекта.

Сам вес вызывает отклонение измерительного тела и/или изменение его длины в пределах, установленных законом Гука.Датчики на измерительном теле очень точно измеряют изменение длины тела.

Эти датчики являются тензодатчиками.

Физический принцип основан на том, что электрический проводник изменяет свое электрическое сопротивление при механической деформации.

Проще говоря, электрический проводник представляет собой металлическую фольгу, нанесенную на специальный материал-носитель. Извилистые или кольцеобразные дорожки проводников выгравированы, чтобы обеспечить максимально возможную длину линии на минимальной площади.Это приводит к максимально возможному изменению сопротивления при наименьшем изменении длины. Эти тензорезисторы имеют форму, например, решетки или очень тонкой решетки.

Используя этот основной принцип, мы сталкиваемся с тензодатчиками DMS с различными уровнями чувствительности, которые идеально подходят для использования во взрывоопасных зонах с очень высокими температурами и экстремальными требованиями к окружающей среде или для нескольких датчиков в параллельной цепи.

Тензодатчики

DMS очень надежны. Они просты в изготовлении, герметично закрыты и могут безопасно эксплуатироваться во взрывоопасных зонах.Их номинальная нагрузка варьируется от 1 кг до нескольких тысяч тонн.

В промышленных сценариях несколько тензодатчиков DMS часто используются вместе. Например, в проверенных технологических весах обычно имеется три тензодатчика, соединенных в электрическую параллельную цепь.

Обработка сигналов для простых измерений является аналоговой. В настоящее время дальнейшая обработка обычно осуществляется в цифровом формате для обеспечения максимальной точности. Также см. аналого-цифровой преобразователь .

Для получения дополнительных описаний системы, технических характеристик, спецификаций и примеров применения выполните поиск по запросу тензодатчик .

Разработка емкостных тензодатчиков

В 1958 году отец предложил молодому Нильсу Эйлерсену построить электронные весы для семейного мебельного бизнеса (www.eilersen.eu), чтобы измерить, достаточно ли высохла древесина для использования в производстве мебели. Этот проект впоследствии стал основой для основания компании Eilersen Electric A/S. После многих часов работы г-н Эйлерсен получил рабочие весы, основанные на тензометрических датчиках, но г-нЭйлерсен не нашел технологию тензодатчиков достаточно точной и слишком чувствительной к перегрузкам и ударам.

1965 Открытие емкостной технологии

Во время учебы в Датском техническом университете г-н Эйлерсен посвятил себя поиску более надежных и точных принципов измерения. Именно во время учебы в университете он защитил магистерскую диссертацию по измерению емкостей.

После учебы г-н Эйлерсен был назначен менеджером по развитию в компании, разрабатывающей промышленное испытательное оборудование, и вскоре понял, что емкостная технология имеет большой потенциал в этой области бизнеса.Одним из самых продаваемых товаров компании был импортный механический прибор для проверки давления насоса в дизельных двигателях.

Затем г-н Эйлерсен предложил владельцу компании разработать электронную версию этого испытательного оборудования, но владельца компании эта идея не заинтересовала. В результате г-н Эйлерсен решил основать собственную компанию.


1969–1975 Основание Eilersen Electric A/S

Это привело к основанию компании Eilersen Electric A/S в 1969 году, и в результате напряженной самоотверженной работы в 1971 году Нильс Эйлерсен получил патент на измерение емкости, который был принципом измерения, используемым в его электронном испытательном оборудовании для дизельных двигателей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.