Тензометрический датчик веса – Класс точности с3 тензодатчик – Что такое тензодатчики и чем они отличаются — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое НПИ тензодатчика веса

Что такое НПИ тензодатчика веса

НПИ расшифровывается как Наибольший Предел Измерения тензодатчика.

Это параметр датчика веса, который характеризует максимальную нагрузку в пределах которой устройство выдает результат измерения на уровне заявленного.

Нужно отметить, что предел измерение — это общее метрологическое понятие, поэтому оно свойственно многим видам измерительного оборудования, к весовым датчикам отношения не имеющее. В данной статье речь идет именно о максимальных нагрузках для весоизмерительных устройств.

Справочная информация

Не следует путать наибольший предел измерения тензодатчика с предельно допустимой и разрушающей нагрузками и НПВ весов.

НПИ — рабочий диапазон измерений тензометрического датчика.

Предельно допустимая нагрузка — это нагрузка, кратковременное воздействие которой тензодатчик способен выдержать без повреждений.

Разрушающая нагрузка — это нагрузка, при которой датчик веса выходит из строя.

НПВ весов — это наибольший предел измерения весового оборудования, а не тензодатчиков, входящих в его состав.

На шильде тензодатчика указан НПИ 2 тонны
Шильда с маркировкой тензодатчика веса

НПИ датчика веса указывается в маркировке, которая нанесена на корпус устройства и в паспорте изделия.

Предельно допустимая нагрузка составляет 150% от НПИ тензодатчика.

Разрушающая нагрузка обычно равна 200…250% от наибольшего предела измерения.

НПВ весов и НПИ тензодатчиков не равны между собой.

К примеру для автомобильных весов с максимальной нагрузкой 60 тонн длиной 18 метров ситуация будет выглядеть примерно так:

  • НПВ весов равен 60 тонн

  • В автовесах используются 8 тензодатчиков с НПИ 20…30 тонн каждый

Величина наибольшего предела измерения у разных типов тензометрических устройств

У разных классов датчиков диапазон НПИ существенно отличается друг от друга. К примеру:

У одноточечных датчиков НПИ может быть равен от 20 г (в лабораторных микровесах) до 600 кг (в складских напольных моделях)

НПИ балочных датчиков находится в диапазоне от 100 кг до 10 тонн, у двухопорных балок он больше и может достигать 50 тонн.

НПИ колонных и торсионных датчиков,  лежит в пределах от 1 тонны до 500 т.

Внимание!

Все вышесказанное не является железным правилом, а лишь отражает общие тенденции в производстве тензодатчиков разных типов. Все производители определяют диапазоны наибольших пределов измерений для каждой модели датчика веса индивидуально.

Компания МодульКомпания Модуль – Ваш персональный инженер в мире измерительного оборудования!
Заказать тензодатчик веса с любым значением НПИ со склада


Тензометрический датчик — Tenzorez

Тензометрический датчик веса или, как его ещё называют — тензодатчик веса — это датчик, который обладает способностью преобразовывать величину возможных и существующих деформаций в удобные для измерения сигналы, как правило, электрического характера.

На сегодняшний день существует много способов измерения деформаций – это и тензорезистивный способ, оптико-поляризационный, волоконно-оптический, однако, простое считывание показаний деформации с линейки механического типа тензодатчика является наиболее простым и доступным способом получения необходимой информации.

Примечательно, что и среди электронных тензодатчиков, наибольшей популярностью пользуются тензорезистивные датчики, которые представляют собой упругую специальную конструкцию, на которой закреплён тензорезистор и другие вспомогательные детали. После проведения калибровки, а также по измерениям показателей изменения сопротивления такого тензорезистора всегда можно вычислить степень и показатель деформации, которые всегда будут пропорциональны силе, которая прикладывается к данной конструкции.

Существуют разные типы датчиков:

  • датчики силы (измеряет усилия и нагрузки)
  • датчики давления (измерение давления в различных средах)
  • акселерометры (датчик ускорения)
  • датчики перемещения
  • датчики крутящего момента

Наиболее типичным применением тензодатчиков являются весы. В зависимости от конструкции грузоприёмной платформы, применяются тензодатчики различного типа:

Конструкция резистивного тензодатчика представляет собой упругий элемент, на котором зафиксирован тензорезистор. Под действием силы (веса груза) происходит деформация упругого элемента вместе с тензорезистором. В результате изменения сопротивления тензорезистора, можно судить о силе воздействия на датчик, а следовательно, и о весе груза.

Принцип измерения веса при помощи тензодатчиков основан на уравновешивании массы взвешиваемого груза с упругой механической силой тензодатчиков и последующего преобразования этой силы в электрический сигнал для последующей обработки.

По сравнению с механическими весами, тензометрическое оборудования обладает следующими преимуществами:

    — более высокая точность измерений;
    — весовые системы на тензодатчиках имеют меньшие размеры;
    — расширенные функциональные возможности;
    — удобство эксплуатации;
    — автоматизация процесса взвешивания на каждом этапе.

Тензорезисторные датчики силы разработаны с учетом требований современного производства. Датчики силы способны выдерживать значительные нагрузки в течение долго срока эксплуатации, что обеспечивает высококачественную и надежную работу весо- и силоизмерительных систем. В ассортименте представлен обширный типоряд тензометрических датчиков с пределами взвешивания от 5 кг до 100 тонн для измерения различных типов нагрузки.

Качество, надежность, технические характеристики и габаритные размеры датчиков веса соответствуют общепринятым стандартам, что позволяет выбрать из нашего ассортимента аналог тензодатчиков любых отечественных и мировых производителей.

Что такое цифровой тензодатчик

Что такое цифровой тензодатчик и чем он отличается от обычного аналогового

Цифровой тензометрический датчик — это измерительное тензорезистивное устройство, которое в результате измерения выдает оцифрованный сигнал. То есть результатом измерения тензодатчика с цифровым выходом становится не регистрация физических характеристик тензорезистора — изменения его сопротивления, а число, представленное в виде многоразрядного двоичного кода.

Наглядная разница между цифровым и аналоговым сигналом
Аналоговый сигнал Цифровой сигнал
Аналоговый сигнал Цифровой сигнал

Если касаться внутреннего устройства, то цифровой тензодатчик — это тот же самый аналоговый датчик, только оборудованный АЦП — аналогово-цифровым преобразователем. Если из цифрового датчика вытащить АЦП, то он станет аналоговым и полностью сохранит свою работоспособность (точнее, сохранил бы, если бы это можно было сделать, не повредив корпус). Внешне они тоже ничем не отличаются друг от друга, разве что шильдой и этикеткой:

Цифровой тензодатчик HBM C16i Аналоговый тензодатчик HBM C16A
Цифровой тензодатчик HBM C16 Аналоговый тензодатчик HBM C16

Справочная информация

Вообще, аналогово-цифровой преобразователь — это не специфическое оборудование, которое используется только в весоизмерительной технике. Это очень распространенный тип приборов, который предназначен для оцифровки любого сигнала. В частности, звуковая карта вашего компьютера — это тоже разновидность АЦП.

АЦП для электронных весов Это тоже АЦП, только для оцифровки звука
Аналогово-цифровой преобразователь для весов
Аналогово-цифровой преобразователь

Что лучше — аналоговый или цифровой тензодатчик

Существует распространенное мнение, что тензометрические датчики с цифровым выходом лучше, чем обычные аналоговые модели. Но, на самом деле, это вопрос очень неоднозначный. Конечно, у каждого типа есть свои достоинства и недостатки. Нюанс в том, что различия лежат в очень специфической области и, за редким исключением, они ни на что не влияют.

Давайте разбираться со всеми пунктами по порядку.

Заблуждения про цифровые тензодатчики

Про тензодатчики с цифровым выходом ходит много неверных предположений и домыслов, которые можно встретить даже на авторитетных ресурсах:

Заблуждение Как обстоит на самом деле
Цифровой тензометрический датчик является отдельным типом измерительного датчиков, принципиально отличающимся от обычных аналоговых моделей. Как уже было сказано выше, цифровой тензометрический датчик — это тот же самый аналоговый тензодатчик, на котором установлен преобразователь выходного сигнала (АЦП).
В случае с аналоговым датчиком функцию АЦП на себя берет весовой терминал.
Цифровые тензодатчики точнее аналоговых моделей. Цифровые тензодатчики имеют такую же точность, как и обычные аналоговые. Более того, это утверждение в принципе бессмысленно. Если тензодатчик сертифицирован на какой-нибудь класс точности, например C3, то вообще не имеет значения марка производителя и тип тензодатчика. Он не может быть более или менее точнее, чем другой датчик класса C3.
Цифровые тензометрические датчики меньше по размерам Цифровые и аналоговые тензодатчики одной серии изготавливаются в одинаковом корпусе. Даже если предположить, что тип датчика влияет на его размер, то цифровой датчик будет больше, так как он дополнительно включает в себя микросхему АЦП.
Весы на цифровых тензодатчиках не надо перекалибровывать в случае выхода из строя цифровых элементов С одной стороны, цифровые тензодатчики идут уже настроенные и не требуют калибровки при установке. Достаточно ввести нужный коэффициент в программное обеспечение весового терминала. Но весы, на которых произошла замена тензометрического датчика, автоматически лишаются сертификата о поверке. Так что поверять весы придется в любом случае.

Справочная информация

Из всего вышесказанного можно сделать любопытный вывод — цифровой тензометрический датчик уже сам по себе является весами, на которых нет устройства вывода информации — дисплея или чекопечатающего принтера. Причем это поправимо — через специализированное программное обеспечение можно подключить тензодатчики и к тому, и к другому.

Преимущества цифровых тензометрических датчиков

Основными преимуществами тензодатчиков с цифровым выходом являются:

Высокая помехоустойчивость сигнала
Сигнал может передаваться без потери качества на расстояние до 1200 м. Как было сказано выше, это очень специфическое преимущество — возможность поставить весы за километр от терминала и на практике никем не используется
Возможность определить нагрузку на каждый тензодатчик в отдельности
Потенциально это преимущество может расширить возможности весового оборудования, но этот вопрос волнует скорее производителей, чем пользователей электронных весов. Практического применения этому свойству пока нет.
Простота замены и калибровки
Это, пожалуй, самый главный плюс весового оборудования на цифровых тензодатчиках. Если для Вас критично бесперебойное использование весов, а их простаивание даже в течение пары суток несет значительные убытки, то это — однозначно Ваш выбор. Проблема в том, что высокая скорость замены и ввода в строй весового оборудования полностью нивелируется необходимостью заново его поверять.

Внимание!

После замены любого тензодатчика весы необходимо заново поверять. При этом не имеет значения — цифровой это датчик или аналоговый.

Недостатки цифровых тензодатчиков

К недостаткам тензометрических датчиков с цифровым выходом можно отнести:

Последовательная передача сигнала Это обратная сторона возможности определить нагрузку на каждый датчик в весах. В отличие от аналоговых датчиков, где сигнал передается одновременно и суммируется в соединительной коробке, система из цифровых тензодатчиков передает сигнал по очереди от каждого датчика. В результате увеличивается время обработки сигнала. Это не существенно на весах статического взвешивания, но в высокоскоростных системах динамического взвешивания этот фактор становится критичным — скорость обработки сигнала не успевает за скоростью подачи грузов. Поэтому цифровые тензодатчики практически не используются в чеквейерах и конвейерных весах.
Стоимость цифровых тензодатчиков Цена на цифровые тензометрические датчики выше, чем на их аналоговые копии
Взаимозаменяемость цифровых тензодатчиков Цифровые тензометрические датчики не взаимозаменяемы с моделями других производителей. И могут работать только с одним — специально для них созданным — весовым терминалом.

Цифровые тензодатчики Keli

Тензометрические датчики производства Keli Sensing Technology (Ningbo) Co. имеют специальную маркировку в своем наименовании — литеру D. Например, ZSFY-AD20t.

В модельном ряде тензорезистивных датчиков Кели большинство позиций имеют модификации как в цифровом исполнении, так и в аналоговом.

Цифровые тензодатчики HBM

Немецкая корпорация Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH также имеет цифровые датчики в своем модельном ряду.

Самой большой популярностью пользуется датчик C16i. Литера i обозначает, что это «цифра» (аналоговый тензодатчик называется C16A).

Ссылка на статью открывается в новом окне

Подробнее про тензодатчик C16

Купить цифровые тензодатчики

Мы предлагаем купить тензодатчики с цифровым выходом по выгодной цене со склада и под заказ. Широкий выбор, наличие сотен позиций на складе, прямые поставки из Китая и стран Европы.

Любой вид цифровых датчиков — колонные, сильфонные, балочные, s-образные, двухопорная балка и мембранные — на любую нагрузку от 1 килограмма до 500 тонн.

Доставка по всей территории России, Белоруссии и Казахстана — Москва, Минск, Астана, Алма-Ата, Караганда, Псков, Нижний Новгород, Омск, Челябинск, Уренгой, Саратов, Элиста, Красноярск, Самара, Калининград, Магадан, Рязань, Иркутск, Новосибирск, Пермь, Тюмень.

Все тензодатчики имеют гарантию производителя.

Компания МодульКомпания Модуль – Ваш персональный инженер в мире измерительного оборудования!
Узнать наличие тензодатчиков на складе


Что такое тензодатчики и чем они отличаются

Устройство тензодатчика

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.

Тензорезистор

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:

 Датчик колонного типа Колонные тензодатчики. Иногда их называют башенными, стержневыми или опорными.
Используются для производства автомобильных, вагонных, бункерных весов.
 Балка Тензодатчики балочного типа. Их еще называют консольными, балкой среза или балкой изгиба.
Используются в промышленных платформенных весах, чеквейерах, конвейерном и бункерном весовом оборудовании.
 S-образный датчик S-образные тензодатчики используются в крановых весах и динамометрах, в разрывных машинах и дозаторах.
 Двухопорная балка Двухопорные балочные датчики или балки двойного изгиба.
Используются в производстве автомобильных, вагонных, бункерных и емкостных весов.
 Одноточечный тензодатчик Одноточечные платформенные датчики используются во всех настольных и напольных фасовочных, почтовых, складских и торговых весах.
 Мембранный тензодатчик 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.
 Сильфонный датчик Сильфонные, они же датчики с гофрой. Применяется в дозаторах, конвейерных весах, чеквейерах и смесителях.
 Миниатюрный тензодатчик  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:

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

Компания МодульКомпания 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.


Подбор компонентов для весов по назначению: выгодные цены от производителя.

Тензодатчики для весов ленточного конвейера позволяют точно измерить массу перемещаемых по транспортерной ленте материалов. Применяются для дозирования и учета сыпучих компонентов. С помощью весовых преобразователей тензодатчики этого типа интегрируются в компьютерные системы автоматизации производственных процессов.

Типы и варианты исполнения тензодатчиков для конвейеров

В ленточных конвейерах используются тензодатчики BBA. Они поставляются в следующих вариантах исполнения:

  • В корпусе из нержавеющей стали. Маркируются SS — Stainless Steel. Используются при монтаже во влажных производственных помещениях и бункерах.
  • Высокотемпературные. Маркировка HT — High Temperature. Монтируются при необходимости работы при высокой температуре.
  • Шестипроводные. Используется в оборудовании Mettler Toledo и ряда других производителей. Такой способ подключения увеличивает надежность и снижает погрешность передачи данных об измерениях.
  • Тензодатчик выбирается с учетом наибольшего предела измерения, указанного в килограммах. BBA выпускается в исполнении с НПИ от 5 до 1000 кг. Класс точности измерений C3, что соответствует погрешности 0,023 %.


    Весовые преобразователи

    С точки зрения стандарта используемого сигнала, датчики могут быть цифровые и аналоговые. Цифровые дороже и сложнее, но могут подключаться к управляющим устройствам и компьютерным системам напрямую. Аналоговые проще, надежней и дешевле. Но для их использования требуются весовые преобразователи. Их функция — преобразование аналоговой информации с тензодатчика в более точный стандарт сигнала.

    В зависимости от исполнения, преобразователь может обрабатывать данные с 1-3 датчиков. Его можно подключать к компьютеру или табло. Преобразователь используется как элемент более сложной системы весов для ленточных конвейеров.

    Для установки во влажных помещениях лучше использовать устройство в корпусе, защищенном от влаги и пыли по стандарту не ниже IP-67.

    Предусмотрено отдельное исполнение для монтажа на стандартную DIN-рейку.

    В более сложных моделях используется электронная схема, позволяющая настроить фильтрацию сигнала для получения более точных данных об измерениях. На их лицевой панели могут быть предусмотрены индикаторы режима работы. Эти устройства преобразуют сигнал с весовых датчиков в высокоточный, который используется в промышленных системах управления.

    Купить тензодатчики и преобразователи для конвейерных весов можно в интернет-магазине производителя — компании ТОКВЕС.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *