Преобразователь сигнала тензодатчика: принцип работы и ключевые функции

Как работает преобразователь сигнала тензодатчика. Какие основные функции выполняет преобразователь сигнала тензодатчика. Для чего нужен преобразователь сигнала тензодатчика в измерительных системах.

Принцип работы тензодатчика

Тензодатчик представляет собой датчик, преобразующий механическое воздействие (силу, давление, деформацию) в электрический сигнал. Основным элементом тензодатчика является тензорезистор — проводник, электрическое сопротивление которого изменяется при деформации.

Принцип работы тензодатчика основан на следующих физических явлениях:

• При растяжении проводника его длина увеличивается, а поперечное сечение уменьшается, что приводит к увеличению электрического сопротивления.
• При сжатии происходит обратный эффект — длина уменьшается, сечение увеличивается, сопротивление падает.
• Изменение сопротивления пропорционально приложенной силе или деформации.

Таким образом, измеряя изменение сопротивления тензорезистора, можно определить величину воздействующей на него силы или деформации.

Конструкция и работа тензометрического датчика

Типичный тензометрический датчик силы или давления имеет следующую конструкцию:

• Металлический упругий элемент (корпус), воспринимающий измеряемую нагрузку
• Тензорезисторы, наклеенные на упругий элемент
• Электрическая схема (обычно мостовая схема Уитстона)

При воздействии силы упругий элемент деформируется, вызывая деформацию тензорезисторов. Это приводит к изменению их сопротивления и разбалансу мостовой схемы. Выходной сигнал моста пропорционален приложенной силе.

Необходимость преобразования сигнала тензодатчика

Выходной сигнал тензометрического моста имеет следующие особенности:

• Очень малая амплитуда — единицы милливольт
• Высокий уровень шумов
• Нестабильность из-за влияния температуры и других факторов

Поэтому для получения точных и стабильных измерений необходимо применение специализированных преобразователей сигнала тензодатчика.

Основные функции преобразователя сигнала тензодатчика

Преобразователь сигнала тензодатчика выполняет следующие ключевые функции:

1. Обеспечение питания тензометрического моста

Преобразователь формирует стабильное напряжение возбуждения для питания тензометрического моста, обычно 5-10 В. Стабильность напряжения питания критически важна для точности измерений.

2. Усиление сигнала

Малоамплитудный сигнал тензодатчика (единицы мВ) усиливается до уровня, пригодного для дальнейшей обработки — обычно до нескольких вольт.

3. Фильтрация помех

Применяются аналоговые и цифровые фильтры для подавления высокочастотных помех и наводок. Это позволяет повысить соотношение сигнал/шум.

4. Температурная компенсация

Многие преобразователи имеют схемы температурной компенсации для устранения температурного дрейфа нуля и чувствительности тензодатчика.

5. Преобразование сигнала

Выполняется преобразование усиленного аналогового сигнала в стандартные форматы:

• Аналоговый: 4-20 мА, 0-10 В и др.
• Цифровой: RS-485, USB, CAN и др.

Виды преобразователей сигнала тензодатчика

По конструктивному исполнению преобразователи сигнала тензодатчика можно разделить на следующие основные виды:

Встраиваемые модули

Компактные модули для встраивания непосредственно в корпус тензодатчика или измерительной системы. Обеспечивают минимальные габариты.

Преобразователи на DIN-рейку

Универсальные преобразователи для монтажа на DIN-рейку в шкафах автоматики. Удобны при использовании нескольких каналов измерения.

Настольные приборы

Автономные приборы с собственным дисплеем и органами управления. Применяются в лабораторных и переносных системах.

Ключевые характеристики преобразователей сигнала тензодатчика

При выборе преобразователя сигнала тензодатчика следует обращать внимание на следующие важные параметры:

• Точность преобразования
• Температурный дрейф
• Нелинейность
• Диапазон входного сигнала
• Полоса пропускания
• Скорость преобразования
• Разрешение АЦП
• Типы выходных сигналов
• Возможности настройки и калибровки

Применение преобразователей сигнала тензодатчика

Преобразователи сигнала тензодатчика широко применяются в различных областях измерительной техники:

• Весоизмерительные системы
• Испытательные стенды
• Системы дозирования
• Датчики силы и крутящего момента
• Датчики давления
• Системы мониторинга конструкций

Их использование позволяет получить точные и стабильные измерения в промышленных условиях эксплуатации.

Преобразователь сигнала тензодатчика Seneca Z-SG Seneca

Внимание!

Наличие товара на складе

и цены можно узнать по телефону:

8 (351) 750-51-84

1. Главная
2. Преобразователи Seneca, датчики Microsonic
3. Модули ввода и преобразователи Seneca
4. Преобразователь сигнала тензодатчика Seneca Z-SG

Описание:

Z-SG — это преобразователь сигналов тензодатчиков (усилитель (модуль преобразования) сигнала тензодатчиков с протоколом ModBUS).

Для измерения используется 4-х проводная или 6-ти проводная схема подключения тензодатчиков, передача данных осуществляется по протоколу Modbus-RTU или через аналоговый выход.

Применяется в системах весового дозирования (весовой дозатор, весовой терминал).  

Как дополнительные аксессуары возможен заказ каркаса для монтажа на DIN-рейку на 2 Z-Модуля и каркаса на 2 Z-модуля с подключением питания и RS-485.

 

Параметр	Значение
Питание	10…40 В DC или 19…28 В AC (50/60 Гц)
Энергопотребление	не более 2 Вт
Протокол	MODBUS-RTU
Коммуникационные порты
Порты	RS-485 (2400…115200 бод), RS-232 (2400 бод)
Адрес	01, без контроля четности
Данные	8 бит
Стоповый бит	1
Аналоговый вход
Схема подключения тензодатчиков	6- или 4-проводная, дифференциальный вход
Верхний предел диапазона измерений	± 5 мВ … ± 320 мВ
Погрешность	калибровки: 0,01% от в. п. (верхнего предела) нелинейность: 0,01 % от в.п. температурная нестабильность: 0,0025 %/°С от в.п.
Гальваническая развязка	~1500 В AC по отношению ко всем остальным цепям
Характеристики тензодатчика
Напряжение питания	5 В DC
Минимальное сопротивление	87 Ом (в результате параллельного подключения тензодатчиков)
Номинальный ток датчика	750 мА
Чувствительность	±1…±64 мВ/В
Схема подключения	4-х или 6-ти проводная
Аналоговый выход
Выходное напряжение	0…10 В, 0…5 В DC, мин. сопротивление нагрузки: 2 кОм
Выходной ток	0…20 мA, 4…20 мA, макс. сопротивление нагрузки: 500 Ом
Погрешность преобразования	0,1% от верхнего предела диапазона измерений
Время отклика (10%…90%)	5 мс
Дискретный Вход или Выход (одно из двух)
Оптоизолированный дискретный вход	максимальное напряжение: 30 В
Оптоизолированный дискретный выход	максимальный ток: 50 мА, максимальное напряжение: 30 В
Условия эксплуатации
Температура	-10…+65 °С
Влажность	30%…90% без конденсации
Высота над уровнем моря	до 2000 м
Температура хранения	-20…+85 °С
Корпус
Степень защиты	IP20
Светодиодные индикаторы	источник питания, калибровка, связь по RS485
Подключение модуля	съемные винтовые зажимы (по 3 контакта), сечение 5,08 мм коннектор IDC10 на задней панели стерео «джек» 3,5 мм на передней панели для RS232 (COM) кнопка на боковой панели для калибровки тензодатчика
Корпус	черный, PBT
Габаритные размеры	17,5×100×112 мм
Вес	140 грамм

 

Производитель: Seneca

Преобразователь сигналов тензодатчиков, DIN рейка, (вход: тензодатчик 2.

..64мВ/В, 6-ти/4-х пр.схема, максим. нагрузка 4 датчика по 350 Ом, дискретный вход («сух. контакт»,NPN,PNP), выход: RS-485 ModBUS, пит. =10…30В, кл.0,05) Преобразователь сигналов тензодатчиков, DIN рейка, (вход: тензодатчик 2…64мВ/В, 6-ти/4-х пр.схема, максим. нагрузка 4 датчика по 350 Ом, дискретный вход («сух. контакт»,NPN,PNP), выход: RS-485 ModBUS, пит. =10…30В, кл.0,05) — цена, купить в интернет-офисе КИП-Сервис

• Техническая поддержка
  • Видео
  • Статьи
  • Библиотеки EPLAN
• Цены и документация
• Контакты

Документация и ПО

6 файлов, 34 MB

---

Преобразователь сигналов тензодатчиков, DIN рейка, (вход: тензодатчик 2…64мВ/В, 6-ти/4-х пр.схема, максим. нагрузка 4 датчика по 350 Ом, дискретный вход («сух. контакт»,NPN,PNP), выход: RS-485 ModBUS, пит.

=10…30В, кл.0,05)

Цена с НДС:

12 800 

Кол-во:

Характеристики товара

Параметры питания

Напряжение питания = (DC)

10…30 В

Параметры измерительного входа

Относительная погрешность	0.05 %
Диапазон измерения	±2 мВ/В, ±4 мВ/В, ±8 мВ/В, ±16 мВ/В, ±32 мВ/В, ±64 мВ/В

Параметры подключаемых датчиков

Тип датчика	Мостовой тензометрический датчик
Схема подключения датчика	4-х или 6-и проводная
Минимальное сопротивление датчика	не менее 80 Ом

Общие параметры

Интерфейсы связи	RS485
Ширина корпуса	D2 (36 мм)
Дискретный вход	Да
Дискретный выход	Нет
Аналоговый выход	Не предусмотрен

415 KB»>

 Наверх

При добавлении товара возникла ошибка. Пожалуйста, повторите попытку чуть позже.

OK

Формирователь сигналов тензодатчика

| Как это работает

Что такое формирователь сигналов датчика нагрузки   и как он работает?

---

Формирователи сигналов тензодатчиков  обеспечивают регулируемое напряжение возбуждения для цепи тензометрического датчика и преобразуют выходной сигнал мВ/В в другую форму сигнала, более полезную для пользователя. Сигнал, генерируемый тензорезисторным мостом, имеет низкую мощность и может не работать с другими компонентами системы, такими как ПЛК, модули сбора данных (DAQ), компьютеры или микропроцессоры. Таким образом, функции усилителя сигнала тензодатчика включают в себя напряжение возбуждения, фильтрацию или ослабление шума, усиление сигнала и преобразование выходного сигнала.

---

 

 Загляните в наш магазин формирователей сигналов тензодатчиков. Поговорите с инженером-специалистом сегодня!

 

Как работает формирователь сигналов тензодатчика?

Во-первых, нам нужно понять физику и материаловедение, лежащие в основе тензодатчика, который представляет собой тензодатчик (иногда называемый тензодатчиком ). Тензорезистор из металлической фольги представляет собой датчик, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от приложенной силы. Другими словами, он преобразует (или преобразовывает) силу, давление (то есть датчик давления), напряжение, сжатие, крутящий момент, вес и т. д. в изменение электрического сопротивления, которое затем можно измерить.

Тензорезисторы представляют собой электрические проводники, плотно прикрепленные к пленке в форме зигзага. Когда эту пленку тянут, она — и проводники — растягиваются и удлиняются. Когда его толкают, он сокращается и становится короче. Это изменение формы приводит к изменению сопротивления электрических проводников. Деформация, приложенная к тензодатчику, может быть определена на основе этого принципа, поскольку сопротивление тензорезистора увеличивается с приложенной деформацией и уменьшается с усадкой. Эта же концепция также используется в датчиках веса.

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

 

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

При приложении усилия ( растяжение или сжатие ) металлический корпус действует как «пружина» и слегка деформируется, и если его не перегрузить, он возвращается к своей первоначальной форме. По мере деформации изгиба тензорезистор также меняет свою форму и, следовательно, свое электрическое сопротивление, что создает изменение дифференциального напряжения через схему моста Уитстона . Таким образом, изменение напряжения пропорционально физической силе, приложенной к изгибу, которую можно рассчитать по выходному напряжению схемы тензодатчика.

Рис. 2: Деформация тензорезистора при растяжении и сжатии.

 

 

Посетите наш магазин преобразователей сигналов тензодатчиков и поговорите с нашими специалистами по продажам.

 

Эти тензометрические датчики расположены в так называемой цепи усилителя моста Уитстона (также известной как схема усилителя тензодатчика). Это означает, что четыре тензорезистора соединены между собой в виде петлевой цепи, и соответственно совмещена измерительная сетка измеряемой силы.

тензометрические мостовые усилители подают регулируемое напряжение возбуждения в схему усилителя тензодатчика и преобразуют выходной сигнал мВ/В в другую форму сигнала, более полезную для пользователя, например, аналоговый выход 4-20 мА тензодатчика или цифровой выход USB-тензодатчика. Сигнал, генерируемый тензорезисторным мостом, имеет низкую мощность и может не работать с другими компонентами системы, такими как ПЛК, модули сбора данных (DAQ), компьютеры или микропроцессоры. Для некоторых приложений может потребоваться локальное считывание сигнала, также известное как индикатор тензодатчика. Таким образом, формирователь сигналов датчика усилия функционирует включают в себя напряжение возбуждения, фильтрацию или ослабление шума, усиление сигнала и преобразование выходного сигнала.

Кроме того, изменение выходного напряжения усилителя откалибровано так, чтобы оно было линейно пропорциональным ньютоновской силе, приложенной к изгибу, которую можно рассчитать с помощью уравнения для напряжения в цепи тензодатчика .

Рис. 3: Схема цепи тензодатчика – Полномостовая схема Уитстона.

 

 

 Загляните в наш магазин формирователей сигналов тензодатчиков. Поговорите с нашими инженерами сегодня!

 

Важной концепцией датчиков силы является чувствительность и точность тензодатчика . Точность датчика силы можно определить как наименьшее усилие, которое можно приложить к корпусу датчика, необходимое для того, чтобы вызвать линейное и повторяемое изменение выходного напряжения. Чем выше точность тензодатчика, тем лучше, поскольку он может постоянно фиксировать очень ощутимые изменения силы. В таких приложениях, как высокоточная фабричная автоматизация, хирургическая робототехника, аэрокосмическая промышленность, линейность тензодатчиков имеет первостепенное значение для обеспечения точного измерения силы в ПЛК или системе сбора данных. Некоторые из наших универсальных блинчатых тензодатчиков имеют нелинейность ±0,1% (от номинального выхода) и неповторяемость ±0,05% обратного осмоса.

 

Каковы функции формирователя сигнала тензодатчика?

 

Функция преобразователя сигнала тензодатчика предназначена для захвата сигнала от тензодатчика или датчика крутящего момента и преобразования его в электрический сигнал более высокого уровня. Эти электронные устройства также известны как преобразователи сигналов тензодатчиков, поскольку они преобразуют и модулируют электрические сигналы. Для этого низкоамплитудный выходной сигнал мВ/В тензодатчика проходит несколько различных этапов формирования сигнала:

 

Напряжение возбуждения:

Для полномостовых тензодатчиков или датчиков крутящего момента требуется напряжение возбуждения  от мостового усилителя Уитстона, чтобы питать тензометрический мост и генерировать их выходной сигнал как отношение входного напряжения возбуждения. Таким образом, вам необходимо установить, может ли ваш DAQ или ПЛК поддерживать требования к входному напряжению датчика или напряжению возбуждения. Проще говоря, нестабильное входное напряжение возбуждения приводит к нестабильному выходному сигналу тензодатчика. Если вам нужен модуль преобразователя сигналов тензодатчика для ПЛК или сбора данных, и они не обеспечивают стабильное входное напряжение возбуждения, усилитель будет источником напряжения возбуждения, чтобы гарантировать, что датчик обеспечивает надежный и стабильный выходной сигнал. Например, цифровые преобразователи сигналов FUTEK USB Family могут обеспечивать возбуждение для датчиков с усилителем до 24 В постоянного тока при питании от USB 2.0 5 В постоянного тока.

 

Фильтрация:

Сигналы аналоговых датчиков чувствительны к электрическому шуму и/или остаточному пульсирующему напряжению , которые могут искажать или искажать измерения. Шум должен быть отфильтрован, прежде чем вы сможете зафиксировать точный сигнал. DAQ и ПЛК, предназначенные для непосредственного взаимодействия с датчиками с полным мостом, будут включать полосу пропускания и другие формы обработки и фильтрации сигналов. В малошумящем формирователе сигнала тензодатчика , электронные фильтры устраняют некоторое влияние на точность, удаляя электрический шум и эффект пульсации выше и ниже диапазона сигнала аналогового датчика, что приводит к низкому отношению сигнал/шум . Например, аналоговые преобразователи сигналов семейства FUTEK IAA имеют функцию выбора полосы пропускания, используемую для установки полосы пропускания от 100 Гц до 50 000 Гц, что позволяет фильтровать шум в соответствии с приложением тензодатчика или датчика крутящего момента.

 

Усиление:

Полномостовой тензометрический датчик может выдавать сигнал в диапазоне от нановольт до милливольта. Когда ваш DAQ или ПЛК ограничен измерением вольт, вам понадобится формирователь сигнала тензодатчика для преобразования милливольт в более сильный сигнал. Некоторые ПЛК и устройства сбора данных имеют встроенное усиление; другим потребуется внешний усилитель. Что, если ваш существующий DAQ или ПЛК не имеет встроенного усиления, преобразования сигнала и стабильного источника питания для возбуждения датчика? В этом случае вам понадобится усилитель, который восполнит недостатки вашей аппаратуры, поддерживая датчик с полным мостом. Для многоосевых датчиков, таких как датчик крутящего момента с 6 степенями свободы, требуется многоканальная схема усилителя тензодатчика, способная обрабатывать все выходные сигналы мВ/В каналов.

 

Преобразование сигнала:

Большинство полномостовых тензодатчиков и датчиков или преобразователей измерения силы генерируют аналоговый выходной сигнал в милливольтовом диапазоне (мВ/В). Таким образом, обработка сигналов традиционно аналоговая. Таким образом, если вам требуется система ПЛК или сбора данных, для которой требуется усиленный аналоговый (т. е. преобразователь сигнала тензодатчика 4–20 мА, 0–10 В пост. тока) или цифровой выход (USB, SPI), для тензодатчика или датчика крутящего момента требуется сигнал тензодатчика. модуль кондиционера для преобразования сигнала мВ/В в требуемый выходной сигнал. Обычно для локальной индикации (показания датчика веса) значения измерения силы требуется портативный дисплей датчика веса или индикатор датчика веса.

В некоторых приложениях требуется цифровой выход, для чего потребуется модуль преобразователя сигнала с аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Для таких применений при выборе цифрового усилителя необходимо учитывать два критических параметра: свободное от шума разрешение и частоту дискретизации. В связи с этим компания FUTEK предлагает широкий ассортимент USB-выходных комплектов для тензодатчиков (усилители для USB-датчиков силы), который обеспечивает микропроцессорный преобразователь сигналов тензодатчиков с внутренним высоким разрешением (24 бита), способный предложить до 21 ENOB и до 19биты шума свободное разрешение. Вся наша линейка модулей USB-усилителей с тензодатчиками имеет ± 0,005% FSR как для точности, так и для нелинейности.

В некоторых приложениях требуется агрессивная частота дискретизации, где тысяча выборок в секунду не поможет. USB-устройства FUTEK обеспечивают превосходную частоту дискретизации от 5 до 15 000 выборок в секунду. Обратите внимание, что разрешение будет меняться по мере увеличения частоты дискретизации.

 

 Загляните в наш магазин формирователей сигналов тензодатчиков. Поговорите с нашим специалистом сегодня!

 

 

Преобразователи сигналов

| Преобразователь сигналов тензодатчиков

Преобразователи сигналов

Компания Mantracourt предлагает ряд модулей преобразователей сигналов, которые используют входные данные тензодатчиков или тензометрических мостов и обеспечивают выходные данные в различных форматах шин и протоколов. Аппаратные форматы включают RS232, RS422, RS485, CAN и USB. Протоколы преобразователя сигналов включают отраслевые стандарты, такие как MODBUS, или собственные проприетарные протоколы Mantracourt, которые были оптимизированы либо для простоты использования (MantraASCII2), либо для более высокой скорости связи (MantraBus2).

Desktop & Handheld

Strain Gauge to USB Converter

USB Load Cell Interface for Load Cell / Strain Gauge

DSCUSB

Click to view ›

Digital Sensor Card USB – Potentiometer Input

Digital Sensor USB-карта — вход потенциометра

DSCUSB-PT

Нажмите, чтобы просмотреть ›

Быстродействующий USB-модуль деформации

Быстродействующий USB-модуль деформации 4800 выборок в секунду

FSU-SSB

Нажмите, чтобы просмотреть ›

Джайн-манометра или портативной карт нагрузочной ячейки с RS232 Data Port

Портативный индикатор цифровой нагрузки с RS232 TEDS.

Портативный сенсорный дисплей для ввода моста деформации

Портативный дисплей для датчиков нагрузки, давления, моста деформации

PSDS-HSBK

Нажмите, чтобы просмотреть ›

Модули встроенных и печатной платы

Цифровые нагрузочные ячейки

Цифровые нагрузочные ячейки, RS485 и CAN

DCELL

Кличок для просмотра ›

Цифровой нагрузка

GANTAIN DATIC233 Modbus, CAN, RS485

DSC

Щелкните для просмотра ›

Оценочные комплекты для DCell и DSC

Оценочные комплекты для DCell и DSC

КОМПЛЕКТ EVAL

Нажмите для просмотра ›

Аксессуары

DSC 485 Дисплей

DS485 Дисплей данных для DCELL и DSC

DS485DIS

Нажмите на просмотр ›

Mount Poard для одного цифрового конвертера

для Mount Poder для однозначного цифрового конвертера

. Монтаж

DSJ1

Нажмите, чтобы просмотреть ›

Монтажная плата для 4 цифровых преобразователей веса

4-канальный цифровой преобразователь тензодатчика CAN RS485 Modbus

DSJ4

Щелкните для просмотра ›

Настольный и портативный . Питание от USB-порта и простое в использовании программное обеспечение DSC Toolkit, доступное бесплатно на нашем веб-сайте, делает DSCUSB одним из самых простых доступных преобразователей сигналов тензодатчиков.

Обратите внимание, что преобразователи сигналов также доступны в формате OEM. За подробностями обращайтесь в Mantracourt.

Тензодатчик PSD или индикатор тензодатчика

PSD232 — портативный преобразователь сигналов с выходом RS232. Данные в формате строки ASCII повторяют отображаемое текущее значение. Эта строка ASCII может использоваться последовательным дисплеем, таким как SERIALDIS, регистратором данных ASCII, ПК, ПЛК или принтером. Он идеально подходит для лабораторных или испытательных приложений, не требующих постоянной установки.

Встроенные модули и модули для печатных плат

Для OEM-производителей и системных интеграторов у нас есть ряд преобразователей сигналов тензодатчиков, которые могут быть встроены непосредственно в корпус датчика, например тензодатчик, с использованием линейки DCell, или интегрированы в печатную плату или корпус с помощью DSC. диапазон. Обе эти линейки продуктов доступны с интерфейсом RS485 или шиной CAN, а DSC также предлагает RS232. Mantracourt предлагает бесплатный инструмент настройки, см. Instrument Explorer на нашем веб-сайте в разделе загрузок, а также нашел программное обеспечение DSCLOG24 для многоканальной регистрации.

 

Аксессуары

Для поддержки модулей преобразователей сигналов тензодатчиков у нас есть ряд аксессуаров, включая DS485DIS — дисплей, который может суммировать каналы или отображать отдельные значения из модулей DCell или DSC.