Тензодатчик это: Тензодатчик принцип работы, схема электрической цепи с описанием — Интернет-магазин инструмента. — yato-tools.ru. Электротовары и инструмент.

Содержание

Что такое тензодатчики и чем они отличаются

Что такое тензометрический датчик

Тензометрический датчик (от лат. tensus — напряжённый) — это разновидность датчика, преобразующего приложенную к нему физическую силу в электронный сигнал. Их еще называют тензорезистивными, тензорезисторными или просто тензодатчиками. Измерительным элементом тензодатчика является тензорезистор — резистор, у которого сопротивление изменяется в зависимости от его деформации. Тензометрический датчик является основным, но не единственным видом датчика для измерения силы. Существуют датчики, основанные на других физических принципах, например, оптические или пьезоэлектрические.

В наиболее распространенном случае, тензорезистор представляет собой небольшую пластину-основание, на которую приклеена металлическая пластина-фольга или зигзагообразный проводник. Сверху проводник ламинируется тонкой пленкой. Основание обычно делается из ткани, пластмассы, полимерной пленки или бумаги.

Помимо металлической фольги, тело чувствительного элемента может быть сделано из полупроводника — германия или кремния — и напыляться на основание тонким слоем.

Тензодатчики используются в различных типах оборудования — силовоспроизводящих машинах, динамометрах, акселерометрах и пр. Но наиболее широкое распространение они получили в весостроительной отрасли. В настоящее время абсолютное большинство весов работает именно на тензометрических датчиках.

Главным свойством тензодатчика является его НПИ (наибольший предел взвешивания). Он может быть 20 г, а может быть 50 т. Думаю, что это очевидно. Аналогично можно сказать про погрешность. Если Вас интересует, то можете посмотреть таблицу соответствия дискрет и НПВ весов.

Самым явным видом классификации датчиков является их деление в зависимости от типа корпуса:

	Колонные тензодатчики. Иногда их называют башенными, стержневыми или опорными. Используются для производства автомобильных, вагонных, бункерных весов.
	Тензодатчики балочного типа. Их еще называют консольными, балкой среза или балкой изгиба. Используются в промышленных платформенных весах, чеквейерах, конвейерном и бункерном весовом оборудовании.
	S-образные тензодатчики используются в крановых весах и динамометрах, в разрывных машинах и дозаторах.
	Двухопорные балочные датчики или балки двойного изгиба. Используются в производстве автомобильных, вагонных, бункерных и емкостных весов.
	Одноточечные платформенные датчики используются во всех настольных и напольных фасовочных, почтовых, складских и торговых весах.
	Мембранные. Их еще называют тензодатчиками торсионного типа, шайбами, «таблетками», круглыми датчиками. Используются для производства автомобильных, железнодорожных и емкостных весов, а также в конвейерном весовом оборудовании.
	Сильфонные, они же датчики с гофрой. Применяется в дозаторах, конвейерных весах, чеквейерах и смесителях.
	Миниатюрные тензодатчики используются в производстве платформенных весов и во встраиваемых весовых системах.

По способу деформации упругого элемента различают датчики, работающие на:

Сжатие (тензодатчики колонного типа)
Растяжение (S-образные тензометрические датчики)
Скручивание (торсионные тензодатчики)
Изгиб (тензометрические датчики балочного типа)
Сдвиг (балки сдвига)
Универсальные, комбинированного типа, тензодатчики растяжения-сжатия (S-образные, к примеру)

По большому счету, способ деформации не сильно влияет на точность и характеристики оборудования, поэтому выбор, какие тензодатчики использовать, делается исходя из простоты и удобства их монтажа в оборудовании. Хотя некоторые различия все же есть — например, колонные датчики имеют больший диапазон НПИ, чем консольные или S-образные.

По типу выдаваемого сигнала тензодатчики делятся на

аналоговые и цифровые. На качество измерений это не влияет, основная разница — цифровые датчики проще заменять и обслуживать.

В зависимости от точности, тензометрические датчики делятся на 4 класса. Наиболее распространенными являются тензодатчики класса C3, где C — это класс, а число 3 обозначает количество тысяч поверочных делений (3000 получается). Не буду сильно углубляться в метрологию, но скажу пару слов, чтобы было общее понимание:

D — самый низкий уровень точности, A, соответственно, самый высокий.
Комбинированная погрешность класса точности C3 составляет 0,02%. Это значит, что в разных условиях погрешность будет изменяться, а слово «комбинированная» можно понимать как некий аналог среднего арифметического.
Чем больше поверочных делений, тем выше точность тензодатчика. Датчик класса C5 точнее датчика класса C3

Класс точности определяет величину погрешности. Если тензодатчики имеют одинаковое количество поверочных делений, но разный класс, то погрешность будет разной. У тензодатчика D1 погрешность на максимальных нагрузках будет выше погрешности датчика C1 в 1,5 раза.
Класс точности и число поверочных делений тензометрических датчиков регламентируется ГОСТ 8.631-2013 (OIML R 60:2000)
В маркировке тензометрического датчика обычно указывается класс точности, число поверочных делений и НПИ.

Корпус тензодатчиков обычно изготавливается из легированной или нержавеющей стали. Этот факт может отражаться в наименовании. Например тензометрические датчики ZSFY компании Keli имеют в названии окончание -A, если они сделаны из легированной стали или -SS, если из нержавеющей. Пример — ZSFY-A20t — это тензодатчик из легированной стали с НПИ 20 тонн.

По количеству диапазонов измерения

тензодатчики делятся на одноинтервальные, двухинтервальные и многоинтервальные.

Тут все просто — на разных нагрузках весы выдают результат с разной дискретой. Делается это для повышения точности взвешивания на малых нагрузках. Например, одноинтервальные весы с НПВ (наибольшим пределом взвешивания) 100 кг имеют дискрету 20 г на всем диапазоне взвешивания, а двухинтервальные весы в диапазоне до 30 кг имеют дискрету 10 г.

Следующее, на что стоит обратить внимание — это пылевлагозащищенность корпуса. Пылевлагозащищенность маркируется в соответствии c международным кодом защиты оболочки — IP, который состоит из 2 цифр. Первая цифра обозначает пылезащиту от 0 (нет защиты) до 6 (пыленепроницаемость). Вторая цифра обозначает влагозащиту от 0 (полное отсутствие защиты) до 8 (способность прибора работать не менее 30 мин при погружении в воду на 1 м). Во втором числе иногда встречается цифра 9 — это немецкий стандарт, обозначающий, что изделие можно мыть под струей высокого давления. Пример — IP68 означает полную пылевлагозащищенность.

Компенсированный диапазон температур. Это диапазон, в котором тензодатчик сохраняет свои метрологические характеристики. Стандартным компенсированным диапазоном для тензодатчиков считается температура от -10 до +40. У некоторых моделей он расширен. Не путать с рабочим диапазоном температур! Этот диапазон обозначает температуры, при которых датчик сохраняет работоспособность, но точность взвешивания не гарантируется.

Тензодатчики могут отличаться количеством использования в весовом оборудовании. Хотя это в большей части свойство весов, но тем не менее — одноточечные датчики применяются только в сольном исполнении. На промышленных платформенных весах обычно стоит 4 балочных тензодатчика.

Еще несколько и технических характеристик тензометрических датчиков с простым определением:

Чувствительность (изменение напряжения при изменении нагрузки)
Нелинейность (в идеале графиком зависимости сопротивления тензорезистора от веса должна быть прямая)
Гистерезис (максимальное изменение сигнала при одинаковых нагрузках)
Ползучесть (изменение сигнала тензодатчика во времени при постоянных условиях)
Предельная нагрузка (нагрузка, которую датчик может кратковременно выдержать)
Разрушающая нагрузка
Электротехнические характеристики — максимальное и рекомендуемое напряжение, входное и выходное сопротивление

Компания Модуль – Ваш персональный инженер в мире измерительного оборудования!
Если Вы хотите приобрести тензодатчики, то обращайтесь к нам прямо сейчас — мы Вам подберем качественные тензометрические датчики со склада и под заказ с доставкой по всей России.

Тензометрические датчики (Тензодатчики). Виды и работа. Устройство

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

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

Виды

В разных отраслях промышленности используется множество видов тензометрических датчиков:

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

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

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

Применяются следующие виды датчиков:

Из фольги.
Пленочные.
Из проволоки.

Датчик из фольги

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

Пленочные датчики

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

Проволочный вариант

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

Принцип действия тензодатчиков

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

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

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

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

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

Принцип действия датчиков силы

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

Работа основывается на изменении деформации в сигнал. В действии происходит много разных явлений, которые обусловили несколько типов тензодатчиков:

Тактильные.
Резистивные.
Пьезорезонансные.
Пьезоэлектрические.
Магнитные.
Емкостные.

Тактильные датчики

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

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

Резистивный тензодатчик

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

1 — Подложка
2 — Чувствительный элемент
3 — Контакты

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

Пьезорезонансный тензодатчик

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

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

Пьезоэлектрические тензометрические датчики

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

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

Такие тензометрические датчики используются для контроля динамических сил.

Магнитные тензометрические датчики

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

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

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

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

Емкостные датчики

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

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

Обычно применяют вариант со сжатием диэлектрика между пластинами.

Преимущества тензометрических датчиков

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

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

Подключение тензодатчиков

Подключить тензометрические датчики можно легко самому, используя схему.

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

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

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

Тензодатчик — WIKA Россия

Тензодатчик задумывалcя как специальный вид преобразователя силы для взвешивающего оборудования. Калибровка выполняется с граммах, килограммах или тоннах, а не в Ньютонах, как обычно происходит при измерении силы. Встроенные измерители деформации преобразуют вызванную весовыми нагрузками упругую деформацию тензодатчика в пропорциональный электрический сигнал. Это позволяет выполнять измерения с очень высокой точностью от 0,01 % и 0,05 % F_nom.

Путем объединения с tecsis, опытным производителем измерительной техники с мировым именем, компания WIKA предлагает широкий ассортимент высококачественных изделий, от весовых платформ, датчиков балочного типа до

тензодатчиков сжатия.

Тензодатчик — бесконтактное измерение уровня

Для большинства применений предпочтительно измерять уровень без проникновения в резервуар или камеру. Таким образом измерения не будут зависеть от используемых материалов и его свойств. Для резервуаров с разными геометрическими формами и размерами, например, бункеров, контейнеров или баков, мы предлагаем подходящий тензодатчик, полностью отвечающий этим требованиям – независимо от типа и свойств технологической среды. Несущественно, будет ли эта среда жидкой или твердой, агрессивной, склонной к пенообразованию или пылящей, выделяющей пар, проводящей или непроводящей электрический ток или содержащей твердые частицы малого или большого размера. Кроме того, на результаты измерений не будут влиять ни загрузочный ковш, ни конусный штабель, ни пробки или пустоты, ни осадок или комки, ни даже мешалки.

Весовые измерения уровня также востребованы в критичных к температуре применениях, а также в тех случаях, когда требуется высокая износостойкость и прочность, например, в сталелитейной промышленности.

Тензодатчик — определение эксцентрической нагрузки

Совершенно очевидно, что среди всех вариантов наибольшее распространение получил именно одноточечный тензодатчик, который имеет самый широкий диапазон возможных применений. Он также известен как платформенный тензодатчик, который особенно хорошо подходит для использования в весах и оборудовании для взвешивания массы с непредсказуемой центровкой.

Его установка и использование оказывается очень простой. Как можно видеть на примере обычных напольных весов, тензодатчик нечувствителен к боковой и угловой нагрузкам. Обычно он используется в логистическом секторе, в машиностроении или в упаковочной промышленности.

Тензодатчик — быстрое определение массы

Тензодатчик балочного типа часто используются для определения массы резервуаров малого и среднего размера. В таких измерениях основную роль играет высокая точность, хорошая степень пылевлагозащиты, прочность, надежность и низкая стоимость.

Балочный тензодатчик крепится за два монтажных отверстия со стороны преобразователя с кабельным выходом. С противоположной стороны сила прикладывается перпендикулярно измерительному устройству, точно по центру без каких-либо поперечных сил. Поскольку он производится полностью из нержавеющей стали, обеспечивается безаварийная работа даже в самых неблагоприятных условиях окружающей среды.

Тензодатчик — области применения

Весовое оборудование WIKA используется в самых разных отраслях промышленности и в самых разнообразных применениях. Приведенные ниже примеры служат иллюстрацией этого многообразия:

Медицинская техника:
Наши изделия, например, помогают контролировать массу тела новорожденных в инкубаторах.
В донорских весах для взвешивания и перемешивания крови тензодатчик используется для точного определения объема взятой у донора крови.
Сельское хозяйство:
С помощью нашей техники можно с высокой точностью измерить уровни агрессивной среды, такой как силос. В сельском хозяйстве, например, можно использовать тезнодатчик и обеспечить точное взвешивание для определения урожайности на зерноуборочном комбайне.
Машиностроение:
Наш тензодатчик используется, например, в аппаратах для термоупаковки. Платформенный тензодатчик измеряет оптимальное контактное сжатие для нагретой направляющей.

Если Вам требуется что-либо, отсутствующее в имеющемся ассортименте, наши специалисты с удовольствием порекомендуют и найдут вместе с Вами решение, которое подходит для Вашего конкретного случая.

Положитесь на наш многолетний опыт и знания!

Свяжитесь с нами

Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:

Тензодатчики, схема подключения, принцип работы

Автор Светозар Тюменский На чтение 3 мин. Просмотров 12.8k. Опубликовано 10 марта Обновлено 19 ноября

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.

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

Тензодатчики ( как правильно наклеить тензодатчики)

Тензодатчик

Тензодатчик — основные сведения

Тензометрический датчик или тензодатчик, предназначается для измерения деформации, тех или иных объектов исследования. Флуктуации геометрических характеристик образца, приводят к изменению, каких-либо физических свойств датчика, которые могут быть замерены. Используются тензодатчики, для измерения: силы, давления, ускорения, перемещения, крутящего момента. Наиболее простыми, являются механические тензодатчики.

Считывание показаний в них, осуществляется со специальной линейки. Также существуют, пьезорезистивные, оптико-поляризационные, волоконно-оптические датчики. Наибольшее распространение получили тензорезистивные датчики. Это связано, с относительной простотой и надёжностью их работы.

Принцип работы тензорезистивного датчика, основывается на законе, который в 1856 году, открыл лорд Кельвин. Он заключается в том, что под действием растягивающего усилия, которое меняет геометрические характеристики проводника, изменяется, его электрическое сопротивление. Это изменение, можно замерить и сопоставить со степенью деформации датчика, которая в свою очередь, может быть сопоставлена со степенью деформации, исследуемого образца.

В состав измерительного моста, как одно из сопротивлений, включён тензодатчик. Производится калибровка моста, при которой сопротивление между контрольными точками, равно нулю. Одна из проводящих ветвей, снабжена тензодатчиком, а другая уравновешена резистором. При изменении физических параметров тензодатчика, его сопротивление изменяется, а сопротивление резистора на свободной ветви, остаётся неизменным. Это приведёт к тому, что изменится напряжение, между контрольными точками. Закон изменения этого напряжения, будет точно сопоставляться, с изменениями физических параметров, воздействующих на объект исследования, на котором установлен тензодатчик. Вплоть до восьмидесятых годов прошлого века, показания обрабатывались, с помощью бумажных самописцев. В настоящее время, используются электронные методы. Сигнал передаётся на компьютер, где его исследуют специальные программы.

Виды тензодатчиков

Существуют различные виды тензодатчиков. Одноточечные датчики, преобразуют механическую деформацию изгиба, в сигнал, который пропорционален, этой деформации. Тензоризисторные, консольные датчики, преобразуют механическую деформацию сдвига, в электрический сигнал, пропорциональный степени этой деформации. Они, представляют, из себя, консольную балку. S-образные датчики, преобразуют в электрический сигнал, механическое усилие, сжатия или растяжения, направленное вдоль оси датчика.

Параметры сигнала, соответствуют величине, приложенной к объекту исследования, силы. Цилиндрические тензорезисторные датчики, осуществляют, преобразование усилия сжатия, в электрический сигнал, пропорциональный энергии сжатия. Эти датчики, в различных источниках, также, называются – шайбами или бочками. Существует ряд направлений, для применения тензорезисторных датчиков. Они используются, для исследования напряжений в строительных конструкциях.

Привариваемые датчики, служат, для контроля за металлическими составляющими, зданий и сооружений. Датчик крепится к объекту исследования, методом точечной сварки. Для защиты, от неблагоприятных факторов внешней среды, он защищается, слоем гарметика. Для защиты от случайного механического разрушения, сверху его прикрывают, металлическим кожухом. В случае невозможности использования, сварки, могут использоваться привинчивающиеся датчики. Также, возможно крепление, с помощью специального клея, на каменные, бетонные, кирпичные и другие подобные поверхности. Тензометрические датчики, используются во всех типах электронных весов, например на бетонных заводах.

В зависимости от конструктивных особенностей и характера, решаемых оборудованием задач, могут применяться все типы датчиков. Используются тензодатчики, также, в системах пожарной и охранной сигнализации и контроля доступа. Датчики измерения моментов, используются в строительной технике, автомобилестроении, на железнодорожном транспорте и в авиации. Для осуществления контроля, за износом оборудования, тензорезисторные датчики служат в машиностроении, металлообработке, сталелитейной промышленности. Датчики S-образного типа, широко применяются в такелажном оборудовании. Они крепятся на металлические тросы, для определения, степени приближения к опасным перегрузкам. Для работ связанных с измерением механических нагрузок, в условиях повышенных или пониженных температур, используются специальные типы тензодатчиков.

Они проходят специальную калибровку, позволяющую учитывать, изменение сопротивления датчика, связанного с изменением температуры и отфильтровывать эти помехи, от истинного сигнала. При работе датчиков при особо высоких температурах или в агрессивных средах, датчики оборудуются защитой. Используются датчики, также, при проведении, неразрушающего контроля за различными изделиями. Высокая точность измерений и низкая себестоимость тензодатчиков, позволяет широко использовать их в космической технике, для оснащения разгонных блоков, ракет-носителей. Небольшая масса тензодатчиков и возможность их установки в труднодоступных местах, позволяет использовать их, также, для оборудования пилотируемых и беспилотных космических кораблей.

описание, инструкция и принцип работы

Тензодатчик – это специальный датчик, который позволяет преобразовывать измеряемую деформацию твердых тел в электрический сигнал.

В этой статье мы рассмотрим принцип действия и устройство тензодатчика. Также вы узнаете его сопротивление и преобразующую деформацию.

Особенности работы

Изменение сопротивления проводника тензодатчика во время деформации объясняется по двум причинам:

Изменением геометрических размеров.
Изменением удельного сопротивления материала.

Работа тензодатчика будет характеризоваться коэффициентом тензоустойчивости (S). Найти его можно по следующей формуле:

L и R в этой формуле – это длина сопротивления датчика при отсутствии механического напряжения.
?L и ?R – изменение длины и сопротивления в результате воздействия внешнего деформирующего усилия.

Формула также может быть представлена в следующем виде:

Коэффициент тензоустойчивости считается безразмерной величиной и поэтому он может быть, как положительным, так и отрицательным показателем. Для разнообразных металлов значение S может колебаться от – 12.6 до +6. Величина номинального сопротивления тензодатчика находится в пределах от 50 до 1000 Ом.

Важно знать! Проводниковые тензодатчики изготовляют из металлической проволоки. Их диаметр составляет от 0.015 до 0.05 мм.

Наклеиваемый тензодатчик

Наклееваемый тензодатчик также пользуется популярностью. Он представляет собою тонкую проволоку, которая будет сложена в виде решетки. Также она будет обклеена с обеих сторон специальными изоляционными пластинками. Для определения растяжения или сжатия пластинку в обязательном порядке необходимо будет наклеить на поверхность детали с помощью специального клея.

Тензодатчики способны воспринимать все деформации наружного волокна детали и реагировать на сжатие или растяжение. Проволочные тензодатчики имеют небольшие размеры и поэтому являются безынерционными. В большинстве случаев подобные датчики размещают в труднодоступных местах. Благодаря ряду достоинств эти устройства действительно приобрели значительную популярность.

Конечно, после детального изучения, наклеиваемого тензодатчика можно выделить и его недостатки. К основному недостатку относится малая величина изменения сопротивления. В связи с этим во время проведения измерения, вам потребуется применять измерительные схемы высокой чувствительности.

Проволочные тензодатчики на сегодняшний день применяют при измерении деформаций в деталях разнообразных механизмов. Тензодатчик также является составной частью тензометра. Тензометр – это специальный прибор, который проводит измерения в твердых телах деформаций, возникающих во время нагрузки.

Для измерения разнообразных деформаций датчики будут включаться в мостовые или потенциометрические схемы. Благодаря использованию тензодатчиков у вас появится возможность измерять не только статические, но и динамические деформации.

Чтобы регистрировать сложные деформации тензодатчика специалисты применяют питание измерительных мостов напряжением высокой частоты. Например, изучить сложные деформации можно с помощью оциллогрофа. Теперь вы знаете, как работает тензодатчик и его разновидности. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Что такое датчик веса? — Кросби | Straightpoint

Все весоизмерительные ячейки SP основаны на деформации и используют принцип моста Уитстона. В этой статье рассматривается наука и как работает loadcell.

История

Весоизмерительная ячейка (или нагрузочная ячейка) является преобразователем, который преобразует силу или массу в измеримый электрический выход, наиболее часто обозначаемый как ## милливольт на вольт (мВ / В).
Несмотря на то, что многие датчики силы, такие как гидравлические, пьезоэлектрические и пневматические тензодатчики, являются наиболее часто используемыми типами.

В 1843 английский физик сэр Чарльз Уитстон разработал схему моста, которая могла измерять электрические сопротивления. Схема моста Уитстона идеально подходит для измерения изменений сопротивления, возникающих в тензодатчиках. Несмотря на то, что в 1940s был разработан первый тензометрический датчик с прочным сопротивлением, только когда современная электроника дошла до того, что новая технология стала технически и экономически осуществимой.

Цепь моста Уитстона

Наука

SP Тензодатчики тензодатчиков преобразуют нагрузку, действующую на них, в электрические сигналы. Сами датчики соединены с корпусом телескопа в тщательно рассчитанных положениях. При приложении силы тело телескопа деформируется.
В большинстве случаев для получения максимальной чувствительности и температурной компенсации используются четыре тензодатчика.

Датчик натяжения

Два из датчиков обычно находятся в напряжении, а два — в сжатии и соединены с компенсацией, чтобы сбалансировать ноль.
Когда нагрузка наносится, деформация изменяет электрическое сопротивление датчиков пропорционально электронике нагрузки — SP, затем усиливает и измеряет это изменение в пропорции и преобразует его в дисплей в известном откалиброванном инженерном блоке, таком как тонна, фунты, KiloNewtons или Килограммы, позволяющие оператору весоизмерительной камеры точным и повторяемым измерением.

Типы тензодатчиков

Существует несколько распространенных типов loadcell:
• Loadlink — блок материала с загрузочным отверстием для кандалов на каждом конце, что позволяет применять растягивающие усилия
• Ширина поперечной балки — прямой блок материала, закрепленный на одном конце и нагруженный на другой
• Двусторонняя поперечная балка, прямой блок материала, закрепленный на обоих концах и нагруженный в центре
• Сжатие нагрузки, блок материала, предназначенный для загрузки в одной точке или области сжатия
• нагрузочный элемент пучка S-S, блок S-образной формы, который может использоваться как при сжатии, так и при растяжении (грузовые и тензодатчики рассчитаны только на растяжение)
• Shear Loadpin, круглый нагрузочный элемент, который воспринимает силу, наложенную на него, через тензодатчики, установленные в маленьком отверстии через центр штифта. Две канавки обрабатываются во внешней окружности штифта для определения плоскостей сдвига.

Возбуждение и номинальная мощность

Мост Уитстона возбужден стабилизированным напряжением (обычно 3vdc с продуктами SP, но может быть до 20v).
Затем разность напряжения, пропорциональная нагрузке, появляется на выходных сигналах в мв / об.
Выходной сигнал нагрузки рассчитан на милливольт на вольт (мВ / В) разностного напряжения при полной номинальной механической нагрузке. Таким образом, 2 mV / V loadpin обеспечит 6 милливольтный сигнал при полной нагрузке при возбуждении 3v.
Типичные значения чувствительности: 1 — 3 мВ / В; Большая весоизмерительная ячейка SP оценивается вокруг 1.5mV / V.

Четырех- и шестипроводные датчики веса

Некоторые весоизмерительные ячейки имеют кабель с проводами 4 и экраном; другие имеют кабель с проводами 6 и экраном. Те, у кого есть провода 6, в дополнение к входам +, -вход, + сигнал и -сигналы, имеют провода 2 под названием + Sense и -Sense. Иногда их называют + Reference (или + Ref) и -Reference (или -Ref).

Основное различие в функциях этих типов 2 заключается в том, что весоизмерительные ячейки с кабелем 6-wire могут компенсировать изменения фактического напряжения возбуждения, которое они получают от усилителя, индикатора или ПЛК. Сопротивление электрического кабеля (проводника) изменяется в зависимости от его длины и любых изменений температуры, что приводит к изменениям напряжения возбуждения в тензодатчиках. При использовании длинных кабелей произойдет падение напряжения от первоначального значения, подаваемого усилителем, индикатором или ПЛК, и преимущество прочного тензодатчика 6 заключается в том, что это снижение напряжения можно быстро и эффективно компенсировать, не влияя на измерение нагрузки ,

4-проводные тензодатчики

4-проводные датчики веса уже откалиброваны и термически компенсированы вместе с постоянной длиной кабеля, поставляемого при их производстве. SP рекомендует не укорачивать кабель 4-проводного датчика веса, если он слишком длинный; Излишки кабеля лучше намотать. Это связано с тем, что заводская калибровка и компенсация 4-проводного тензодатчика будут нарушены, если вы укоротите кабель. Нет никаких сенсорных проводов для компенсации новой длины кабеля.

При соединении 4-проводных тензодатчиков вместе в распределительную коробку перед усилителем, индикатором или ПЛК мы рекомендуем использовать специальный 6-жильный кабель весоизмерительного датчика для подключения распределительной коробки к усилителю, индикатору или ПЛК. Это компенсирует любые падения напряжения по длине кабеля между ними. В любом случае кабель должен быть хорошо экранирован и иметь достаточное поперечное сечение (не менее 0.2 мм кв.), Чтобы ограничить падение напряжения по его длине.

6-проводные тензодатчики

Вышеупомянутые меры предосторожности при обрезке кабелей не применимы к тензодатчикам с 6-жильным кабелем. Два сенсорных провода способны измерять фактическое напряжение возбуждения, наблюдаемое на мосту Уитстона внутри тензодатчика, поэтому сигнал мВ от тензодатчика можно регулировать в соответствии с фактическим возбуждением, которое он испытывает. Если инженер-монтажник хочет укоротить кабели, он может сделать это без ущерба для характеристик датчика веса.

Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Ботов, для его просмотра включен JavaScript.

Что такое датчик нагрузки и как он работает? — Омега Инжиниринг

Тензодатчик (или тензодатчик) — это преобразователь, который преобразует силу в измеряемую электрическую мощность. Несмотря на то, что существует множество разновидностей датчиков силы, тензодатчики являются наиболее часто используемым типом.

За исключением некоторых лабораторий, где все еще используются прецизионные механические весы, тензодатчики доминируют в индустрии взвешивания. Пневматические весоизмерительные ячейки иногда используются там, где требуется искробезопасность и гигиена, а гидравлические весоизмерительные ячейки рассматриваются в удаленных местах, поскольку для них не требуется источник питания.Тензодатчики обеспечивают точность от 0,03% до 0,25% полной шкалы и подходят практически для всех промышленных применений.

Как работает тензодатчик?

Весоизмерительный датчик работает путем преобразования механической силы в цифровые значения, которые пользователь может считывать и записывать. Внутренняя работа тензодатчика зависит от выбранного вами тензодатчика. Существуют гидравлические тензодатчики, пневматические тензодатчики и тензодатчики. Датчики нагрузки тензодатчика являются наиболее часто используемыми из трех.

Тензодатчики содержат внутри тензодатчиков, которые выдают скачки напряжения под нагрузкой. Степень изменения напряжения отображается в цифровом виде как вес.

Когда использовать датчик веса?

Весоизмерительный датчик измеряет механическую силу, в основном вес предметов. Сегодня почти все электронные весы используют датчики веса для измерения веса. Они широко используются из-за точности, с которой они могут измерять вес. Тензодатчики находят свое применение в различных областях, требующих точности и точности.Существуют разные классы весоизмерительных ячеек: класс A, класс B, класс C и класс D, и с каждым классом меняются как точность, так и емкость. Типы датчиков веса

Конструкции датчиков веса

можно различать по типу генерируемого выходного сигнала (пневматический, гидравлический, электрический) или по способу определения веса (изгиб, сдвиг, сжатие, растяжение и т. Д.)

Тензодатчики гидравлические

Миниатюрный тензодатчик Гидравлические ячейки представляют собой устройства для уравновешивания сил, измеряющие вес как изменение давления внутренней заполняющей жидкости.

В датчиках гидравлического усилия с катящейся диафрагмой нагрузка или сила, действующая на загрузочную головку, передается на поршень, который, в свою очередь, сжимает заполняющую жидкость, заключенную в камере эластомерной диафрагмы.

По мере увеличения силы давление гидравлической жидкости повышается. Это давление может указываться локально или передаваться для дистанционной индикации или управления. Производительность линейна и относительно не зависит от количества заполняющей жидкости или ее температуры.

Если датчики веса были правильно установлены и откалиброваны, точность может быть в пределах 0.25% полной шкалы или лучше, приемлемо для большинства приложений технологического взвешивания. Поскольку этот датчик не имеет электрических компонентов, он идеально подходит для использования во взрывоопасных зонах.

Типичные применения гидравлических тензодатчиков включают взвешивание резервуаров, бункеров и бункеров. Для максимальной точности вес резервуара должен быть получен путем размещения по одному датчику силы в каждой точке опоры и суммирования их выходных данных.

Пневматические датчики веса

Пневматические датчики веса также работают по принципу баланса сил.Эти устройства используют несколько демпферных камер для обеспечения более высокой точности, чем гидравлическое устройство. В некоторых конструкциях первая демпферная камера используется как весовая камера.

Пневматические датчики веса часто используются для измерения относительно небольших весов в отраслях, где чистота и безопасность имеют первостепенное значение. Миниатюрный тензодатчик

Преимущества этого типа весоизмерительных датчиков заключаются в том, что они изначально взрывозащищены и нечувствительны к колебаниям температуры. Кроме того, они не содержат жидкостей, которые могли бы загрязнить процесс в случае разрыва диафрагмы.К недостаткам можно отнести относительно низкую скорость реакции и потребность в чистом, сухом, регулируемом воздухе или азоте.

Тензодатчик веса

Тензодатчик представляет собой тип датчика веса, в котором узел тензодатчика расположен внутри корпуса датчика веса для преобразования нагрузки, действующей на них, в электрические сигналы.

Вес тензодатчика измеряется колебанием напряжения, вызываемым тензодатчиком при его деформации.

Сами калибры прикреплены к балке или конструктивному элементу, который деформируется при приложении веса.В современных тензодатчиках установлены 4 тензодатчика для повышения точности измерения. Два датчика обычно находятся в состоянии растяжения, а два — в состоянии сжатия, и подключены к ним с регулировкой компенсации.

Когда на датчик веса нет нагрузки, сопротивление каждого тензодатчика будет одинаковым. Однако под нагрузкой сопротивление тензодатчика меняется, вызывая изменение выходного напряжения. Изменение выходного напряжения измеряется и преобразуется в считываемые значения с помощью цифрового измерителя.

Пьезорезистивный датчик веса

По аналогии с тензодатчиками, пьезорезистивные датчики силы генерируют выходной сигнал высокого уровня, что делает их идеальными для простых систем взвешивания, поскольку они могут быть подключены непосредственно к измерителю.

Однако доступность недорогих линейных усилителей уменьшила это преимущество. Дополнительным недостатком пьезорезистивных устройств является их нелинейный выход. Миниатюрный тензодатчик

Индуктивные и реактивные датчики веса

Оба этих устройства реагируют на пропорциональное весу смещение ферромагнитного сердечника.Один изменяет индуктивность катушки соленоида из-за движения ее железного сердечника; другой изменяет сопротивление очень маленького воздушного зазора.

Магнитострикционные датчики веса

Работа этого датчика силы основана на изменении проницаемости ферромагнитных материалов под действием приложенного напряжения. Он состоит из пакета пластин, образующих несущую колонну вокруг набора первичных и вторичных обмоток трансформатора. При приложении силы напряжения вызывают искажения в структуре магнитного потока, генерируя выходной сигнал, пропорциональный приложенной нагрузке.Это прочный датчик, который по-прежнему используется для измерения силы и веса на прокатных и полосовых станах.

Приложения для весовых датчиков веса

Весоизмерительные датчики представляют собой первое серьезное изменение конструкции в технологии взвешивания. На современных перерабатывающих предприятиях электронные датчики силы предпочтительны в большинстве приложений, хотя механические рычажные весы все еще используются, если работа выполняется вручную, а обслуживающий и обслуживающий персонал предпочитает их простоту.

На этой странице представлена конструкция системы взвешивания с тензодатчиками.

Выберите датчик веса, подходящий для вашего приложения

Тензодатчики сжатия
Тензодатчики сжатия часто имеют конструкцию с цельной кнопкой. Они идеально подходят для установки в ограниченном пространстве. Они предлагают отличную долгосрочную стабильность.

Учить больше

Тензодатчики сжатия / растяжения
Датчики сжатия / растяжения могут использоваться в приложениях, где нагрузка может переходить от растяжения к сжатию и наоборот. Они идеально подходят для помещений с ограниченным пространством. Резьбовые концы облегчают установку.

Учить больше

Тензодатчики с S-образной балкой
Тензодатчик S-Beam получил свое название благодаря своей S-образной форме. Датчики силы S-Beam могут обеспечивать выходной сигнал при растяжении или сжатии. Применения включают уровень в резервуарах, бункерах и автомобильных весах. Они обеспечивают превосходное отклонение боковой нагрузки.

Учить больше

Тензодатчики с изгибающейся балкой
A Весоизмерительный датчик с изгибающейся балкой может использоваться в нескольких приложениях силы, взвешивании резервуаров и управлении производственными процессами. Он имеет низкопрофильную конструкцию для интеграции в закрытые зоны.

Учить больше

Платформенные и одноточечные датчики силы
Платформенные и одноточечные датчики силы используются в коммерческих и промышленных системах взвешивания.Они обеспечивают точные показания независимо от положения груза на платформе.

Учить больше

Тензодатчики канистры Канистерные весоизмерительные ячейки
используются для однократного и многократного взвешивания. Многие из них полностью выполнены из нержавеющей стали и герметично закрыты для смыва и влажных помещений.

Учить больше

Низкопрофильные весоизмерительные ячейки
Низкопрофильные тензодатчики в основном представляют собой тензодатчики сжатия и растяжения / сжатия. Монтажные отверстия и внутренняя резьба упрощают установку. Часто используется при исследованиях взвешивания и поточном мониторинге силы.

Учить больше

Происхождение тензодатчика

До того, как датчики силы на основе тензодатчиков стали предпочтительным методом для промышленных приложений взвешивания, широко использовались механические рычажные весы. Механические весы могут взвешивать все, от таблеток до железнодорожных вагонов, и могут делать это точно и надежно, если они правильно откалиброваны и обслуживаются.Метод работы может включать либо использование механизма балансировки веса, либо определение силы, развиваемой механическими рычагами. Самые ранние датчики нагрузки с датчиками предварительного натяжения имели гидравлическую и пневматическую конструкции.

В 1843 году английский физик сэр Чарльз Уитстон изобрел мостовую схему, которая могла измерять электрическое сопротивление. Схема моста Уитстона идеальна для измерения изменений сопротивления, возникающих в тензодатчиках. Хотя первый тензорезистор из проволоки со связующим сопротивлением был разработан в 1940-х годах, новая технология стала технически и экономически осуществимой только после того, как ее догнала современная электроника.Однако с того времени тензодатчики получили распространение как в качестве компонентов механических весов, так и в качестве автономных датчиков веса.

Сегодня, за исключением некоторых лабораторий, где все еще используются прецизионные механические весы, тензодатчики доминируют в индустрии взвешивания. Пневматические весоизмерительные ячейки иногда используются там, где требуется искробезопасность и гигиена, а гидравлические весоизмерительные ячейки рассматриваются в удаленных местах, поскольку для них не требуется источник питания. Тензодатчики обеспечивают точность в пределах 0.От 03% до 0,25% полной шкалы и подходят почти для всех промышленных применений.

В приложениях, не требующих высокой точности, таких как погрузка и разгрузка сыпучих материалов и грузовых автомобилей, все еще широко используются механические платформенные весы. Однако даже в этих приложениях силы, передаваемые механическими рычагами, часто обнаруживаются весоизмерительными датчиками из-за их неотъемлемой совместимости с цифровыми компьютерными приборами.

Характеристики тензодатчика

От

Тип	Весовой диапазон	Точность (FS)	Приложения	Прочность	Слабость
Датчики механической силы
Гидравлические тензодатчики	До 10 000 000 фунтов	0.25%	Цистерны, бункеры и бункеры. Опасные зоны.	Принимает сильные удары, нечувствителен к температуре.	Дорого, сложно.
Пневматические тензодатчики	широкий	Высокая	Пищевая промышленность, опасные зоны	Искробезопасный. Не содержит жидкостей.	Медленный ответ. Требуется чистый, сухой воздух
Тензодатчики
Датчики нагрузки на изгиб балки	10-5 тыс. Фунтов.	0,03%	Цистерны платформенные,	Низкая стоимость, простая конструкция	Тензодатчики обнажены, требуют защиты
Датчики нагрузки со сдвиговой балкой	10-5 тыс. Фунтов.	0,03%	Цистерны, платформенные весы, нецентральные грузы	Отказ от высокой боковой нагрузки, лучшее уплотнение и защита
Тензодатчики канистры	до 500 тыс. Фунтов.	0,05%	Автомобильные, цистерные, гусеничные и бункерные весы	Обрабатывает движения груза	Без защиты от горизонтальной нагрузки
Датчики нагрузки кольцевые и блинчики	5-500 кг фунтов.		Цистерны, баки, весы	Вся нержавеющая сталь	Перемещение груза не допускается
Датчики усилия кнопки и шайбы	0-50 кг 0-200 фунтов.тип.	1%	Мелкие весы	Маленький, недорогой	Грузы должны быть отцентрованы, движение груза не допускается
Другие датчики веса
Винтовой	0-40 тыс. Фунтов.	0,2%	Платформа, вилочный погрузчик, нагрузка на колесо, вес автомобильного сиденья	Справляется с внеосевыми нагрузками, перегрузками и ударами
Волоконно-оптический кабель		0. 1%	Кабели электропередачи, крепления на шпильках или болтах	Невосприимчивость к RFI / EMI и высоким температурам, искробезопасность
Пьезорезистивный		0,03%		Чрезвычайно чувствительный, высокий уровень выходного сигнала	Высокая стоимость, нелинейный вывод

Чтобы узнать больше о типах датчиков веса, обратитесь к этому техническому документу.Техническое обучение Информация о продукте Просмотреть эту страницу на другом языке или в другом регионе

тензодатчиков | Системы интеллектуальных датчиков нагрузки Plug & Play

Определение датчика нагрузки

Датчик нагрузки — это преобразователь, который преобразует механическую силу или нагрузку в электрический выходной сигнал.Тензодатчики из металлической фольги прикрепляются к изгибу или конструктивному элементу, который деформируется при приложении веса или нагрузки.

В большинстве случаев используются четыре тензодатчика из металлической фольги для получения максимальной чувствительности и температурной компенсации. Два датчика обычно находятся в состоянии растяжения, а два — в состоянии сжатия, все четыре датчика деформации подключены по схеме моста Уитстона с настройками компенсации, которые позволяют корректировать температурные ошибки.

Выбор весовых датчиков

Как выбрать правильный тензодатчик и совместимый инструмент для вашего приложения измерения нагрузки или силы?

Наши инженеры по продажам приложений делают это изо дня в день с многолетним опытом, поэтому, пожалуйста, не стесняйтесь звонить нам, чтобы помочь вам в этом процессе, для этого мы здесь.Но все зависит от вашего бюджета, вашего приложения, на каком этапе находится ваше приложение и насколько быстро вам понадобится ваша система датчиков веса.

Позвольте мне начать с нескольких простых приложений, а затем я расскажу о том, что вам следует учитывать в процессе выбора датчика веса.

Если вам нужно выполнить быстрое одноразовое испытание, чтобы проверить нагрузку или усилие на компонент или подтвердить применение, вы можете выбрать недорогой датчик нагрузки с балкой нагрузки с прецизионным источником питания и вольтметром.Мы можем помочь.

Если вы разрабатываете испытательную машину, вы должны выбрать датчик веса на основе общей точности системы. Измерение статическое или динамическое? Вам нужен цифровой дисплей или просто модуль преобразования сигнала усилителя для системы сбора данных? Мы можем помочь.

Если ваше приложение находится в системе подвески гоночного автомобиля, записывающей данные в реальном времени при тестировании автомобиля на реальной гоночной трассе, как, например, гоночная команда Корнелла в одном из наших рекомендуемых видеороликов, вам понадобится датчик нагрузки, который мог бы работать в динамическом приложении. и иметь возможность обрабатывать посторонние нагрузки, как это делали наши весоизмерительные ячейки серии MLP. Мы удвоили нормальную нагрузочную способность тензодатчика (что является хорошим практическим правилом в приложениях с динамической нагрузкой), но при этом превысили требуемую точность. Мы поставили наш модуль формирования сигнала усилителя TM0-1, который отправлял высокоскоростные данные в бортовую систему сбора данных. Мы также разработали специальный датчик нагрузки со штифтом для измерения крутящего момента на трансмиссии. В некоторых приложениях имеет смысл использовать специальный датчик веса.

National Geographic подал заявку на участие в одном из эпизодов своей сверхчеловеческой силы, где им нужно было измерить силу сильного мужчины, тянущего полуприцеп-тягач (показанный в нашей видеогалерее), который они снимали на следующий день.Мы выбираем датчик веса HSW-20k с опцией Smart Plug and Play (также известной как наша опция Cal-Teds) из-за точности и простоты размещения в приложении. Мы снабдили наш интеллектуальный измеритель веса DPM-3 с функцией Plug and Play с опцией аналогового выхода, которая отправляла данные в реальном времени в их систему сбора данных, которую они вставляли в тележку вместе с тестом. Наличие опции Cal-Teds на весоизмерительной ячейке позволило весоизмерительной ячейке и интеллектуальному измерителю DPM-3 автоматически выполнять калибровку системы, просто подключив их друг к другу (измеритель считывает чип EPPROM в опции Cal-Teds, которая заполняет IEEE 1451.4 шаблон 33 для мгновенной калибровки системы). Обычно мы не рекомендуем толкать тележку вместе с тестом, но это уже происходило с другим оборудованием. Это была очень недорогая система датчиков веса, которая позволяла снимать на следующий день, как и планировалось.

Ниже приведен список вещей, которые следует учитывать при выборе тензодатчика для ваших требований к измерению нагрузки / силы:

Шаг 1

Цена и доступность обычно являются первыми двумя вещами, которые нужно учитывать. Если у вас ограниченный бюджет или вам нужно что-то на следующий день, это может сузить ваш выбор.Однако Transducer Techniques предлагает образовательные скидки, и мы храним наши стандартные продукты, готовые к отправке на следующий день.

Шаг 2

Определите, как вы хотите провести измерение и как приложить нагрузку. Будет ли ваша загрузка статической или динамической? Для динамических приложений обычно требуется датчик нагрузки с более высокой частотной характеристикой (хорошее практическое правило — чем меньше отклонение датчика нагрузки, тем выше частотная характеристика). Будете ли вы загружать тензодатчик на линии или вам потребуется тензодатчик, способный выдерживать посторонние нагрузки? Будете ли вы измерять изгиб, растяжение или сжатие или и то, и другое, многоосное, например, тягу и крутящий момент?

Шаг 3

Определите, как этот датчик веса будет установлен в вашем приложении.Вам нужна наружная или внутренняя резьба или фланцевое крепление? Вам нужен датчик нагрузки со сквозным отверстием или с шайбой сжатия, который позволяет конструкции проходить через датчик нагрузки?

Шаг 4

Определите среду, в которой предполагается использовать датчик веса (лаборатория, склад, на открытом воздухе, под водой). Для длительного использования на открытом воздухе, в морской среде или под водой мы рекомендуем герметичный тензодатчик.

Шаг 5

Определите общую точность, выход, сопротивление моста, нелинейность, гистерезис, неповторяемость, частотную характеристику.

Шаг 6

Определите, требуются ли какие-либо специальные опции, такие как разъемы, длина дополнительных кабелей, высокая температура, или требуется ли Cal-Teds (опция интеллектуального датчика нагрузки Plug and Play).

Шаг 7

Определите, требуется ли оборудование для тензодатчиков. От прецизионного источника питания до модуля формирования сигнала усилителя и цифрового дисплея с аварийными сигналами, аналогового выхода или регистрации данных — у нас есть экономичные решения для ваших требований к тензодатчикам.

Таким образом, для человека, впервые использующего тензодатчик, это может оказаться непосильной задачей. Но это то, что нам нравится делать, и мы всегда здесь для вас. Пожалуйста, позвольте нам помочь вам выбрать правильный датчик веса от установки до настройки, мы будем здесь, чтобы помочь вам на каждом этапе этого пути.

Скрыть это содержимое.

Тензодатчики на продажу и как они работают

Тензодатчик — это тип датчика силы (датчик силы). Он преобразует силу, действующую на датчик веса, такую как растяжение, сжатие или давление, в электрический сигнал.Сила сигнала прямо пропорциональна приложенной силе.

Тензодатчики — это наиболее часто используемый тип датчиков веса в промышленности. Корпус (или «пружинный элемент») промышленного весоизмерительного датчика состоит из минимально гибкого металла, на котором закреплены тензодатчики. При приложении силы пружинный элемент слегка деформируется, но становится достаточно эластичным, чтобы вернуться к своей первоначальной форме.

По мере изменения формы пружинного элемента изменяется и форма прикрепленных к нему тензодатчиков, тем самым увеличивая или уменьшая их электрическое сопротивление.Когда через тензодатчики пропускают ток, это изменение сопротивления отражается на измеренном выходном напряжении. Поскольку это изменение выходной мощности пропорционально приложенному весу, вес объекта может быть определен по изменению напряжения.

Чтобы пружинный элемент прогибался без остаточной деформации, величина прогиба должна быть минимальной. Расчеты, основанные на крошечном изменении сопротивления одного тензодатчика, не очень точны и могут быть ошибочными.Чтобы компенсировать это и обеспечить очень высокую степень точности тензодатчика, используются несколько тензодатчиков. В конфигурации моста Уитстона (сбалансированной при отсутствии нагрузки) общее изменение сопротивления на всех 4 тензодатчиках можно определить с помощью закона Ома и приведенного ниже уравнения.

В _O =		R ₃	–	R ₂		× V _EX
		(R ₃ + R ₄)		(R ₁ + R ₂)

Весоизмерительные ячейки

Эти датчики веса используются в весах для взвешивания резервуаров / резервуаров и напольных весах. Существует 3 основных типа: гибочная балка, односторонняя поперечная балка и двусторонняя поперечная балка. Односторонняя модель устанавливается на одном конце, а сила прилагается к противоположному концу. Двухсторонний датчик устанавливается на обоих концах, и сила прилагается к середине датчика веса. Тензодатчики с изгибающейся балкой экономичны и идеально подходят для приложений с малой нагрузкой. Весоизмерительные ячейки со срезной балкой лучше всего подходят для взвешивания двухсторонних весоизмерительных ячеек со срезной балкой средней и высокой грузоподъемности и предназначены для более высоких нагрузок.

Одноточечный (бинокль)

Эти датчики нагрузки сжатия представляют собой датчик нагрузки с меньшей грузоподъемностью. Они идеально подходят для гастрономических весов, настольных весов и контрольных весов, поскольку представляют собой датчики нагрузки с компенсацией момента. Корпус ячейки модифицирован, а датчики расположены таким образом, что они позволяют размещать нагрузку в любом месте на платформе весов, и они возвращают точное значение.

Блинчик (с перегородкой)

Эти датчики веса часто используются в производственных условиях, например в автомобилестроении.Они используются для измерения прочности и пределов отказов продукта при разрушающих испытаниях. Они также идеально подходят для проверки измерения силы в прессах. Эти ячейки могут быть зажаты между двумя компонентами для сжатия или использоваться для растяжения через резьбовые отверстия.

Канистра (колонка)

Тензодатчик канистры является самой ранней конструкцией весоизмерительного датчика. Эта конфигурация лучше всего подходит для более высоких мощностей. Они хорошо работают в тяжелых условиях эксплуатации, таких как автомобильные и железнодорожные весы.Тензодатчики канистры доступны только для сжатия или растяжения / сжатия. Как и в случае тензодатчиков со сдвигающейся стенкой, некоторые из них имеют резьбу для протягивания.

Тип S

Эти датчики веса обычно используются в подвесных весах или в системах взвешивания подвешенных сосудов и могут использоваться как при растяжении, так и при сжатии. Они могут быть подвешены на скобах и натянуты или установлены между двумя предметами через верхнюю и нижнюю резьбу и сжаты.

Натяжное звено

Эти универсальные датчики силы (тензодатчики) предназначены для измерения поточных сил натяжения.Весоизмерительные ячейки с натяжным звеном, доступные в широком диапазоне мощностей, также могут быть адаптированы для работы в очень тяжелых условиях. Эти ячейки часто используются для швартовки и испытаний под водой, крановых весов и измерения тягового усилия.

Штифт нагрузки

Грузовые штифты заменяют штифт или ось, к которой прилагается сила. Конструкция и структура этих ячеек легко настраиваются и могут использоваться с очень высокой производительностью.

Датчики нагрузки со сквозным отверстием

Эти весоизмерительные датчики хорошо подходят для испытаний якорей и крепежных элементов, а также испытаний при швартовке лодок.Это

Чрезвычайно универсальный датчик веса

используется при растяжении и сжатии. Его можно установить между двумя частями для измерения сжатия или тянуть в противоположных направлениях, как звено цепи, чтобы измерить натяжение. Они также могут быть навинчены на деталь, например, на болтовой механизм, для измерения силы.

Каковы принципы работы тензодатчиков и датчиков веса s-типа

Принцип работы

Тензодатчики, как и все другие современные датчики веса, по сути являются преобразователями, которые преобразуют силу или вес в электрический сигнал с помощью тензодатчиков.При нагрузке основная часть тензодатчика слегка деформируется. Тензодатчики, которые прочно прикреплены к корпусу весоизмерительного датчика, также деформируются, изменяя свое электрическое сопротивление. Это генерирует сигнал напряжения, который пропорционален начальной силе или весу.

Конструкция

Тензодатчики разработаны для применений, в которых используются подвешенные грузы. По существу, им часто необходимо располагаться на одной линии с зависимым объектом, обычно интегрированным в поддерживающее устройство. Форма «S» или «Z» этих весоизмерительных ячеек обусловлена этим требованием. Как верхние, так и нижние конечности обеспечивают совпадение монтажных отверстий с центральной осью.

Во многих отношениях это специализированные весоизмерительные ячейки. Центральная штанга действует так же, как и тензодатчик, с тензодатчиками, установленными для определения деформации изгиба или сдвига. Разница в том, что у консоли нет фиксированного конца. В обычных весоизмерительных датчиках с балкой один конец обычно прикреплен к основанию, а нагрузка прикладывается к другому «свободному» концу, как у трамплина.В ячейке натяжения S-типа ни один конец не закреплен, а скорее один конец соединен через верхнее плечо с устройством выше, а другой конец через нижний рычаг соединен с устройством ниже.

Когда весоизмерительный датчик испытывает напряжение, с одной стороны центральной штанги происходит подтягивание вверх, а с другой стороны — равное усилие вниз. Дифференциал поперек центральной планки вызывает деформацию, которая регистрируется тензодатчиками.

Flintec Products

Компания Flintec предлагает для покупки ряд датчиков нагрузки на растяжение, которые подходят как для крупных, так и для небольших заказов.Вся наша продукция полностью производится нами, что обеспечивает высокое качество материалов и высокое качество сборки. Если вам нужно что-то уникальное, мы можем помочь вам с индивидуальным решением. Мы можем предложить несколько услуг, включая проектирование механической части, разработку электрических систем и программного обеспечения, испытания и калибровку, управление нормативными требованиями и сертификацией, вплоть до полностью управляемых проектов. Свяжитесь с нами, чтобы узнать больше о том, чем мы можем помочь.

Весоизмерительная ячейка

| Датчики нагрузки

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

Что такое тензодатчик?

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

Изображение: controls-group.com

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