Весоизмерительный тензорезисторный датчик: Датчик весоизмерительный тензорезисторный «S-образного» типа 4508

Содержание

Тензорезисторный датчик сжатия МВ150 — Тензо-М

Описание

Области применения

Автомобильные весы, вагонные весы, большегрузные платформенные весы, взвешивание емкостей и баков.

Особенности

  • Тензодатчики легко встраиваются при монтаже весоизмерительной системы
  • Встроенная схема грозозащиты
  • Датчики изготовлены из материалов и комплектующих лучших мировых производителей
  • Герметизация тензо- и термочувствительной схем производится кожухом и мембранами из нержавеющей стали, прикрепленными к упругому элементу с помощью лазерной сварки
  • Каждый датчик проходит проверку на герметичность гелиевым течеискателем
  • Благодаря использованию в тензочувствительной схеме кремниевых тензорезисторов, характеристика тензодатчика нормируется по нелинейности
  • Потребителю датчики поставляются по группам для совместного использования в весах
  • Гарантийный срок 4 года

 

Экскурсия по производству тензодатчиков
7 причин для выбора тензодатчиков «Тензо-М»

Технические характеристики

Параметры датчика

Единицы измерения

Значения параметров

Наибольший предел измерения (НПИ)

т

5, 10, 15, 20, 30, 40, 60, 100, 200

Класс точности по ГОСТ Р 8. 726-2010

 

С1

C3

Число поверочных интервалов

 

1000

3000

Минимальный поверочный интервал

 

НПИ / 5000

НПИ / 10000

Рабочий коэффициент передачи (РКП)

мВ/В

2 ± 0,010

2 ± 0,002

Начальный коэффициент передачи (НКП)

% от РКП

< 3

< 3

Комбинированная погрешность

% от РКП

≤ ±0,030

≤ ±0,020

Ползучесть (30 мин. )

% от РКП

≤ ±0,049

≤ ±0,025

Изменение НКП от температуры

% от РКП/°С

≤ ±0,0028

≤ ±0,0014

Изменение РКП от температуры

% от РКП/°С

≤ ±0,0022

≤ ±0,0011

Наибольшее напряжение питания постоянного тока

В

12

Сопротивление входное

Ом

1150 ±50, 760±15 (5, 10т)

Сопротивление выходное

Ом

1000 ±2, 700±15 (5, 10т)

Сопротивление изоляции

ГОм

≥ 5

Номинальный диапазон температур

°С

-30. .. +40

Диапазон температур эксплуатации и хранения

°С

-50… +50

Степень защиты по ГОСТ 14254

 

IP68

Допустимая перегрузка в течение не более 1 часа

% от НПИ

25

Разрушающая нагрузка

% от НПИ

300

Материал датчика

 

Нержавеющая сталь

 

Производитель оставляет за собой право изменять технические характеристики с целью улучшения качества продукции без предварительного уведомления потребителя.

Комплектация

Стандартная комплектация

  • Исполнение согласно ГОСТ Р 8.726-2010: 3000 поверочных интервалов (20т, 30т, 40т, 60т, 100т) 
  • Длина кабеля 16м, для тензодатчиков на 5, 10, 15 и 200т – 10м
  • Четырехпроводная схема подключения
  • Экран кабеля не соединен с корпусом тензодатчика
  • Взрывозащищенное исполнение в соответствии с требованиями ГОСТ Р51330.0-99 (МЭК 60079-0-98), ГОСТ Р51330.10-99 (МЭК 60079-11-99), ТР ТС 012/2011
  • Встроенная система грозозащиты (20, 30, 40, 60 и 100т)

Опции

  • Исполнение согласно ГОСТ Р 8.726-2010: 1000 поверочных интервалов
  • Длина кабеля от 2 до 100м
  • Шестипроводная схема подключения
  • Напряжение питания от 2 до 36В

Поддержка

Сертификаты

 

             
Россия   Беларусь   Казахстан

 

Соответствуют ГОСТ Р 8. 726-2010.
Датчики серии МВ150 внесены в Госреестр средств измерений РФ под № 44780-10 (кроме 5т, 10т, 15т и 200Т).
Датчики сило- и весоизмерительные серии МВ150 внесены в Госреестр средств измерений Республик Беларусь и Казахстана.
Датчики весоизмерительные серии МВ150 сертифицированы на соответствие требованиям Технического регламента Таможенного союза TP ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах». Сертификат №ЕАЭС RU C-RU.EX01.В.00038/19.

Тензорезисторный датчик типа Т40А — Тензо-М

Описание

Области применения

Платформенные весы, настольные весы, лотковые расходомеры, взвешивание баков и емкостей, многобункерные системы

Особенности

  • Конструкция упругого элемента обеспечивает низкую чувствительность к нагрузке вне центра весовой платформы
  • Датчики изготовлены из материалов и комплектующих лучших мировых производителей
  • Герметизация датчиков производится с помощью специальных герметиков
  • При испытаниях датчиков используются уникальные методики
  • Многоступенчатая система контроля качества тензодатчиков
  • Гарантийный срок 12 мес.

 

Экскурсия по производству тензодатчиков
7 причин для выбора тензодатчиков «Тензо-М»

Технические характеристики

Параметры датчика

Единицы измерения

Значения параметров

Наибольший предел измерения (НПИ) кг 50, 100, 150, 200, 250
Класс точности по ГОСТ 8.631-2013   C3
Число поверочных интервалов  
3000
Минимальный поверочный интервал   НПИ / 7500
Рабочий коэффициент передачи (РКП) мВ/В 2 ± 10%
Начальный коэффициент передачи (НКП) % от РКП ≤ ± 5
Комбинированная погрешность % от РКП ≤ ±0,0200
Ползучесть (30 мин. ) % от РКП ≤ ±0,0166
Изменение НКП от температуры
% от РКП/°С
≤ ±0,00187
Изменение РКП от температуры % от РКП/°С ≤ ±0,00100
Наибольшее напряжение питания постоянного тока В 12
Сопротивление входное Ом 413 ±20
Сопротивление выходное Ом 350 ±25
Сопротивление изоляции ГОм ≥ 5
Номинальный диапазон температур °С -10.
.. +40
Диапазон температур эксплуатации и хранения °С -50… +50
Степень защиты по ГОСТ 14254   IP67
Допустимая нагрузка % от НПИ 150
Разрушающая нагрузка % от НПИ 300
Материал датчика   Алюминиевый сплав

 

Производитель оставляет за собой право изменять технические характеристики с целью улучшения качества продукции без предварительного уведомления потребителя.

Комплектация

Стандартная комплектация

  • Исполнение согласно ГОСТ 8.631-2013: 3000 поверочных интервалов
  • Шестипроводная схема подключения
  • Экран кабеля соединен с корпусом тензодатчика
  • Длина кабеля 3м
  • Взрывозащищенное исполнение в соответствии с требованиями ГОСТ Р51330. 0-99 (МЭК 60079-0-98), ГОСТ Р51330.10-99 (МЭК 60079-11-99), ТР ТС 012/2011.

Поддержка

Схема выводов кабеля

+Uпит.  — зеленый

–Uпит.  — черный

+Uизм. — белый

–Uизм. — красный

+Uос — синий

–Uос — коричневый

 

Сертификаты

 

             
Россия   Беларусь   Казахстан

 

ГОСТ 8.631-2013.
Датчики сило- и весоизмерительные серии Т внесены в Госреестр средств измерений РФ под № 53838-13.
Датчики сило- и весоизмерительные серии Т внесены в Госреестр средств измерений Республика Беларусь под № РБ 03 02 5310 18.
Датчики весоизмерительные серии Т сертифицированы на соответствие требованиям Технического регламента Таможенного союза TP ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах». Сертификат №ЕАЭС RU C-RU.EX01.В.00038/19.

 

Что такое тензодатчик и есть ли разница между ним и тензорезисторным датчиком

Тензодатчик веса – это основной и, пожалуй, главный элемент весового оборудования. Именно от того, каким типом тензодатчика оснащены Ваши весы, напрямую зависит точность и скорость измерений.

Общие сведения

В первую очередь заметим, что понятие «тензодатчик» включает в себя и тензорезисторные и тензометрические датчики. Дело в том, что тензометрические датчики – это наиболее широкое понятие, включающее в себя все виды весоизмерительных датчиков. Существуют различные способы измерения деформаций: тензорезистивный, пьезорезистивный, оптико-поляризационный, волоконно-оптический, и механический — простое считывание показаний с линейки механического тензодатчика. Каждый из этих способов дал название виду тензодатчика. А поскольку, наибольшее распространение среди электронных тензодатчиков получили тензорезистивные датчики, то это название стало практически нарицательным.

Устройство и принцип действия тензометрических датчиков

Тензометрический датчик (тензодатчик) – конструктивно представляет собой металлическую конструкцию, внутри которой расположены резисторы с электросхемой. Тензодатчик связан с корпусом весового дозатора или весовой платформы, и, при изменении веса, корпус тензодатчика подвергается деформации, после чего результат деформации передается на тензорезисторы, а оттуда, информация о массе — на весовой терминал.

Принцип работы системы измерения веса с использованием тензодатчика предельно прост: под действием массы груза, в тензодатчике возникает механическая деформация, которую и учитывает датчик, преобразует её в электрический аналоговый или цифровой сигнал, и передаёт на индикатор веса, на котором и отображается масса взвешиваемого груза.

Современные тензодатчики прекрасно справляются со своей работой даже в достаточно жестких условиях, поскольку обладают хорошей влаго- и пылезащитой. Спектр применения тензометрического оборудования довольно широк — от самых простых весоизмерительных элементов, до сложнейших технологических промышленных комплексов динамического взвешивания.

Особенности тензодатчиков

Тензодатчики используются практически во всех современных электронных весоизмерительных системах и системах дозирования – бункерных и крановых весах, весовых дозаторах и т.д. Они обеспечивают высокую точность измерений, устойчивы к воздействию окружающей среды, а современные технологии позволяют добиться систематизации и автоматизации всего процесса измерения, используя оборудование с электронными тензодатчиками.

Следует отметить следующие возможности и преимущества тензорезисторных весоизмерительных датчиков:

  • Высокая точность измерения. Современные тензодатчики обладают практически безупречной точностью. Самыми распространенными тензодатчиками являются датчики класса точности C3, что соответствует комбинированной погрешности 0. 02%. Существуют тензодатчики и с более высоким классом точности.
  • Разнообразие конструкций. Выпускаются тензодатчики следующих типов: S-образный, балочного (консольного) типа, колонные датчики, датчики платформенного типа, одноточечные, торсионные, цилиндрические и прочие. Применение конкретного типа датчика зависит от назначения и конструкции весовой системы, места и способа его установки. Благодаря огромному разнообразию конструкций тензодатчиков, можно выбрать оборудование, наиболее подходящее для конкретных производственных нужд заказчика.
  • Надежность материалов. Большинство тензодатчиков изготовлены из алюминия, нержавеющей или легированной стали, что обеспечивает долгий срок службы оборудования. Водонепроницаемые тензодатчики, которые изготавливаются из нержавеющей стали, обладающие классом защиты IP68, особенно востребованы в пищевой и рыбной промышленности.
  • В условиях неисправности одного из датчиков, весы с несколькими тензодатчиками сохраняют работоспособность и точность измерений.

Среди многообразия форм, типов тензометрических датчиков, среди датчиков, различных по цене и качеству сложно сделать правильный выбор.

Как выбрать тензодатчик?

При покупке тензодатчика следует учитывать следующие показатели:

  • Наибольший предел измерения (НПИ) — следует учитывать, что предполагаемая номинальная нагрузка на тензодатчик не должна превышать НПИ. Хотя фактически датчик имеет дополнительный запас прочности, некоторые конструкции весов требовательны к наличию дополнительного запаса НПИ.
  • Материал тензодатчика – как мы уже писали выше, наибольшее распространение получили тензометрические датчики из нержавеющей и легированной стали, а также алюминия. Как правило, только одноточечные тензодатчики изготавливаются из алюминия, все остальные выполнены из стали.
  • Класс точности тензодатчика – на практике класс точности тензодатчика может лежать в диапазоне от D1 до С6, хотя, в соответствии с OIML R 60, класс точности тензометрического датчика может быть и в более широком диапазоне. Наиболее распространен класс точности C3. Необходимость применения более точных датчиков требует обоснования, поскольку с классом точности цена растет в геометрической прогрессии.
  • Схема подключения тензодатчика – обычно для подключения тензодатчиков используется «четырехжильная» схема подключения. Однако в частных случаях, и в случаях, когда присутствует большая разница в сопротивлении кабелей смежных тензодатчиков, применяется «шестижильная» схема подключения.

Выбирая тип тензометрического датчика, также следует обратить внимание на следующие характеристики: рабочий диапазон температур, рабочий коэффициент передачи, класс защиты, диаметр и длину кабеля, входное и выходное сопротивление, рекомендуемое и максимальное напряжение питания.

Виды тензорезисторных датчиков

Одноточечные тензодатчики. Главным их как преимуществом, так и недостатком является возможность создания весоизмерительной системы используя лишь один датчик. Такие датчики применяются в фасовочном и дозирующем оборудовании, а также в конструкциях небольших платформенных весов с малой нагрузкой на платформу.


Тензодатчики балочного (консольного) типа (консольная балка сдвига). Используются как чувствительные элементы в весах и весоизмерительных системах с общим НПВ в 5-7 тонн.


S-образные тензодатчики (балка на растяжение-сжатие). Предназначаются для использования в подвесных и бункерных весах. Датчики укомплектованы шарнирными подвесами, за счет которых снижается затрачиваемое время на установку и запуск оборудования. В основе работы таких тензодатчиков лежит принцип преобразования механической силы растяжения/сжатия в электрический сигнал, пропорциональный этой механической силе.


Цилиндрические тензодатчики. Работают по принципу преобразования показаний механической деформации при сжатии в пропорциональный электрический сигнал. Чаще всего применяются при выпуске новых или модернизации старых вагонных, автомобильных или многотонных бункерных весов, а также в испытательных стендах.


Колонные датчики. Силоизмеряющий элемент выполнен в виде колонны. Применяются в автомобильных весах, железнодорожных весах и т.д.


Датчики платформенного типа. Используются в производстве автомобильных, вагонных, бункерных и емкостных весов.


Торсионные тензодатчики. Также называются тензодатчиками мембранного типа, шайбами, «таблетками», круглыми датчиками. Используются для производства автомобильных, железнодорожных и емкостных весов, а также в конвейерном весовом оборудовании.


Прочие. Включают в себя специализированные узкопрофильные модели.


Вывод

Подводя итоги, можно сказать, что тензодатчик – это важный элемент, составляющий основу механизма любого электронного весоизмерительного оборудования. Электронное весовое оборудование, в отличие от механического оборудования, благодаря применению датчиков силы, стало менее громоздким, более точным и намного более функциональным. Электронная система с применением тензодатчиков позволила перейти на качественно новый уровень работы и полностью автоматизировать контрольно-измерительные процессы.

Чтобы правильно подобрать тензодатчики, узнать стоимость тензометрических датчиков весов или купить тензорезисторные датчики, вам достаточно позвонить по телефону +7 (4812) 209-311 или написать по электронной почте [email protected]

тензодатчики и узлы встройки, тензорезисторы, датчики давления, Юнивес (UNIVES), г.Санкт-Петербург

Тензорезисторный датчик Т2

Тензодатчики балочного типа с металлическим сильфоном. Одна из самых распространенных конструкций тензодатчиков в весоизмерительных системах.
Благодаря особенностям конструкции тензодатчики Т2 и Т4 легко встраиваются в весоизмерительные системы, работают в любых условиях окружающей среды, обеспечивают хорошую точность измерений.
Тензодатчики Т2 и Т4 с минимальными изменениями узлов встройки могут быть использованы вместо аналогичных тензодатчиков других производителей.

Соответствие стандартам

ГОСТ 30129, EN45501, МОЗМ Р60.

Датчики сило- и весоизмерительные серии Т внесены в Госреестр средств измерения РФ под № 36963-08.

Датчики сило- и весоизмерительные серии Т внесены в Госреестр средств измерения Р.Беларусь под № РБ 03 03 1599 08.


Особенности
  • Датчики изготовлены из комплектующих и материалов лучших мировых производителей
  • Герметизация термо- и тензочувствительной схем производится сильфоном из нержавеющей стали
  • Сильфон прикреплен к упругому элементу с помощью лазерной сварки
  • Каждый датчик проходит проверку на герметичность гелиевым течеискателем
  • При нормировании параметров датчика и испытаниях используются уникальные методики
  • Потребителю тензодатчики поставляются подобранными по группам для совместного использования в весах
  • Гарантийный срок 4 года
Технические характеристики 

Параметры датчика
Единицы
измерения
Значения
Наибольший предел измерения (НПИ)   кг 20, 50, 100, 200
Класс точности по ГОСТ30129 (МОЗМ Р60)

С1

C3

Число поверочных интервалов 1000 3000
Минимальный поверочный интервал НПИ / 5000 НПИ / 10000
Рабочий коэффициент передачи (РКП) мВ/В 2 ± 0,005 2 ± 0,002
Начальный коэффициент передачи (НКП) % от РКП < 3 < 3
Комбинированная погрешность % от РКП ≤ ±0,040 ≤ ±0,020
Ползучесть (30 мин. ) % от РКП ≤ ±0,049 ≤ ±0,025
Изменение НКП от температуры % от РКП/°С ≤ ±0,0028 ≤ ±0,0014
Изменение РКП от температуры % от РКП/°С ≤ ±0,0022 ≤ ±0,0011
Наибольшее напряжение питания постоянного тока В 12
Сопротивление входное Ом 390 ±15
Сопротивление выходное Ом 350 ±1
Сопротивление изоляции ГОм ≥ 5
Диапазон термокомпенсации °С -10… +40
Рабочий диапазон температур °С -30. .. +50
Диапазон температур хранения °С -40… +50
Степень защиты по ГОСТ 14254 IP68
Допустимая перегрузка в течение не более 1 часа % от НПИ 25
Разрушающая нагрузка % от НПИ 300
Материал датчика Нержавеющая сталь

Опции
  • Рабочий диапазон температур: -50… +50°С
  • Исполнение согласно МОЗМ Р60: 1000 поверочных интервалов
  • Длина кабеля от 2 до 100м
  • Шестипроводная схема подключения
  • Выходное сопротивление от 100 до 1000Ом
  • Напряжение питания от 2 до 36В
  • Взрывозащищенное исполнение в соответствии с требованиями ГОСТ Р51330. 0-99 (МЭК 60079-0-98), ГОСТ Р51330.10-99 (МЭК 60079-11-99)
  • Аналоговый выход 4… 20мА или 0… 5В
Схема выводов кабеля

+Uпит.  — зеленый

-Uпит.  — черный

+Uизм. — белый

-Uизм. — красный

 Дополнительные материалы

Перечень тензодатчиков импортного производства, которые могут быть заменены датчиком T2 (файл .pdf Скачать>>)

Перечень тензодатчиков отечественного производства, которые могут быть заменены датчиком T2 (файл .pdf Скачать>>)


Тензорезисторный датчик Т24А типа Single Point 2-я модификация

Тензорезисторный датчик Т24А типа Single Point 2-я модификацияВ наличии

Цену уточняйте

Написать Партнерские цены
  • +7961 6329206

  • +7 (831) 413-55-44

  • +7 (831) 259-82-80

  • +7 (831) 259-82-00

  • +7 (831) 259-81-00

4520 датчик весоизмерительный тензорезисторный балочного типа

Датчики тензорезисторные весоизмерительные балочного типа 4520 предназначены для преобразования измеряемой нагрузки в аналоговый нормированный электрический сигнал и используются для измерения массы в составе весового оборудования:

  • Платформенные весы.
  • Бункерные весы.
  • Монорельсовые весы.
  • Конвейерные весы.
  • Ленточные и бункерные дозаторы.

Особенности весоизмерительных тензорезисторных датчиков 4520:

  • Максимальная нагрузка на датчики (Emax) —  от 0,03 до 0,05 т.
  • Минимальная статическая нагрузка (Emin) — 0 т.
  • Значение поверочного интервала, v — Emax/nmax кг.
  • Номинальный относительный выходной сигнал при Emax  2,0 мВ/В.
  • Номинальный выходной сигнал при Emin  2,5 % от Emax
  • Обозначение по влажности — СН.
  • Тензодатчики 4520 выпускаются с кабельным выводом.
  • Длина кабеля датчика варьируется от 2 до 10 м.
  • Кабель датчика — четырех жильный.
  • Входное сопротивление — 760 Ом.
  • Выходное сопротивление — 800 Ом.
  • Сопротивление изоляции — не менее 1000 МОм.
  • Средний срок службы — не менее 10 лет.
  • Гарантия — 12 месяцев.

Принцип действия датчиков 4520 основан на изменении электрического сопротивления тензорезисторов, соединенных в мостовую схему, при их деформации, возникающей в местах наклейки тензорезисторов к упругому элементу датчика под действием прилагаемой силы. Изменение электрического сопротивления вызывает разбаланс мостовой схемы и появление в диагонали моста электрического сигнала, изменяющегося пропорционально нагрузке.

Основа конструкции весоизмерительных датчиков 4520 – это упругий элемент, конструктивно выполненный в виде консольной балки. В средней части элемента упругого наклеены тензорезисторы. Тензорезисторы соединены между собой по мостовой схеме.

В датчике выполнена полость для размещения регулировочных резисторов. С целью герметизации полость, где установлены тензорезисторы и полость вместе с регулировочными резисторами заполняются герметиком.

Отправить запрос

С2Н, тензорезисторный S-образный датчик, высокая надежность

Технические характеристики
Наибольший предел измерения (НПИ) 200, 500, 1000, 2000 кг 5000, 10000, 20000 кг
Класс точности по ГОСТ 8. 631-2013 С1 С3 С1 С3
Число поверочных интервалов 1000 3000 1000 3000
Минимальный поверчный интервал НПИ / 5000 НПИ / 10000 НПИ / 5000 НПИ / 10000
Рабочий коэффициент передачи (РКП) 2 ± 0,010 мВ/В 2 ± 0,002 мВ/В 2 ± 0,010 мВ/В 2 ± 0,002 мВ/В
Начальный коэффициент передачи
Комбинированная погрешность ≤ ±0,040 % от РКП ≤ ±0,020% от РКП ≤ ±0,040 % от РКП ≤ ±0,020% от РКП
Ползучесть (30 мин.) ≤ ±0,049 % от РКП ≤ ±0,025% от РКП ≤ ±0,049 % от РКП ≤ ±0,025% от РКП
Изменение НКП от температуры ≤ ±0,0028 % от РКП/°С ≤ ±0,0014% от РКП/°С ≤ ±0,0028 % от РКП/°С ≤ ±0,0014% от РКП/°С
Изменение РКП от температуры ≤ ±0,0022 % от РКП/°С ≤ ±0,0011% от РКП/°С ≤ ±0,0022 % от РКП/°С ≤ ±0,0011% от РКП/°С
Наибольшее напряжение питания постоянного тока 12 В
Сопротивление входное 1100 ±20 Ом 380 ±15 Ом
Сопротивление выходное 1000 ±2 Ом 350 ±1 Ом
Сопротивление изоляции ≥ 5 ГОм
Номинальный диапазон температур -10… +40 °С
Диапазон температур эксплуатации и хранения -50… +50 °С
Степень защиты по ГОСТ 14254 IP68
Допустимая перегрузка в течение не более 1 часа 25 % от НПИ
Разрушающая нагрузка 300 % от НПИ
Материал датчика нержавеющая сталь

Что такое тензодатчик и как он работает?

Тензодатчик (или тензодатчик) — это датчик, который преобразует силу в измеряемую электрическую мощность. Хотя разновидностей много Из датчиков силы наиболее часто используются тензодатчики.

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 удаленном режиме. места, так как они не требуют источника питания. Тензодатчики обеспечивают точность от 0,03% до 0,25% полной шкалы и являются подходит практически для всех промышленных применений.

Источник тензодатчика


До того, как весоизмерительные ячейки 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 идеально подходит 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 от 0,03% до 0,25% полной шкалы и подходят практически 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.

Как работает тензодатчик?

Конструкции тензодатчиков можно различать по типу генерируемого выходного сигнала (пневматический, гидравлический, электрический) или в зависимости от способа определения веса (изгиб, сдвиг, сжатие, растяжение и т. д.)
Гидравлические датчики веса
Гидравлические ячейки представляют собой устройства для уравновешивания сил, измеряющие вес как изменение давления внутренней заполняющей жидкости.В прокат Гидравлический датчик нагрузки диафрагменного типа, нагрузка или сила, действующая на загрузочную головку, передается на поршень, который, в свою очередь, сжимает наполнение жидкость, заключенная в камере эластомерной диафрагмы.

По мере увеличения силы давление гидравлической жидкости повышается. Это давление может быть локально указывается или передается для дистанционного управления или индикации. Выход линейный и относительно не зависит от количества начинки. жидкости или по ее температуре.

Если датчики веса были правильно установлены и откалиброваны, точность может быть в пределах 0,25% полной шкалы или выше. 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 бака должен быть полученные путем размещения одного датчика веса в каждой точке опоры и суммирования их выходных данных.

Пневматические датчики веса
Пневматические весоизмерительные ячейки также работают по принципу баланса сил. В этих устройствах используется несколько демпферных камер для обеспечения более высокой точности. чем гидравлическое устройство. В некоторых конструкциях первая демпферная камера используется как весовая камера.

Пневматические весоизмерительные ячейки часто используется для измерения относительно небольших весов в отраслях, где чистота и безопасность имеют первостепенное значение.

Преимущества этого типа нагрузки Ячейки включают их взрывобезопасность и нечувствительность к колебаниям температуры. Кроме того, они не содержат жидкостей, которые могут загрязнение процесса в случае разрыва диафрагмы. К недостаткам можно отнести относительно низкую скорость отклика и необходимость чистых, сухих, регулируемый воздух или азот.

Тензодатчик тензометрический
Тензометрические датчики силы преобразуют действующую на них нагрузку в электрические сигналы.Сами манометры крепятся на балку или конструкцию. элемент, который деформируется при приложении веса. В большинстве случаев используются четыре тензодатчика для получения максимальной чувствительности и температурной компенсации.

Два датчика обычно находятся в состоянии растяжения, а два — в состоянии сжатия, и подсоединены провода с регулировками компенсации, как показано на рисунке. Когда При приложении веса деформация изменяет электрическое сопротивление датчиков пропорционально нагрузке. Другие тензодатчики переходят в безвестность, поскольку тензодатчики продолжают повышать свою точность и снижать удельные затраты.

Пьезорезистивный датчик веса
Подобно тензодатчикам, пьезорезистивные датчики нагрузки генерируют выходной сигнал высокого уровня, что делает их идеальными для простых систем взвешивания, поскольку они могут быть подключены непосредственно к считывающему устройству.Однако доступность недорогих линейных усилителей уменьшила это преимущество. Дополнительным недостатком пьезорезистивных устройств является их нелинейный выход.
Индуктивные и реактивные датчики веса
Оба этих устройства реагируют на пропорциональное весу смещение ферромагнитного сердечника. Один изменяет индуктивность катушки соленоида из-за движения его 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 нагрузки напряжения вызывают искажения в структуре магнитного потока, генерируя выходной сигнал, пропорциональный приложенной нагрузке. Это прочный датчик, который до сих пор используется для измерения силы и веса на прокатных и полосовых станах.

Приложения для весовых датчиков

Весоизмерительные ячейки стали первым крупным изменением конструкции в технологии взвешивания.На сегодняшних перерабатывающих предприятиях электронные весоизмерительные датчики 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 вы найдете конструкцию системы взвешивания с тензодатчиками.

Как работает тензодатчик?

Что такое тензодатчик?

Весоизмерительный датчик — это тип преобразователя, который представляет собой устройство, преобразующее энергию из одной формы в другую. В частности, весоизмерительные ячейки представляют собой преобразователи силы и , преобразующие кинетическую энергию силы, такой как растяжение, сжатие, давление или крутящий момент, в измеримый электрический сигнал. Сила сигнала изменяется пропорционально приложенной силе. В зависимости от выходного сигнала существует три основных типа датчиков веса: гидравлические, пневматические и тензодатчики. (Центр тензодатчиков имеет дело исключительно с тензодатчиками.)

Наиболее часто используемым типом тензодатчика в промышленности является тензодатчик.Этот тип датчика веса точен и экономичен. Тензодатчик тензодатчика состоит из твердого металлического корпуса (или «пружинного элемента»), на котором закреплены тензодатчики. Корпус обычно изготавливается из алюминия, легированной стали или нержавеющей стали, что делает его очень прочным, но при этом минимально эластичным. При приложении нагрузки корпус датчика веса слегка деформируется, но, если он не перегружен, всегда возвращается к своей первоначальной форме. В ответ на изменение формы тела тензодатчики также меняют форму.Это, в свою очередь, вызывает изменение электрического сопротивления тензодатчика, которое затем может быть измерено как изменение напряжения. Поскольку это изменение выходной мощности пропорционально приложенному весу, вес объекта может быть определен по изменению напряжения.

Тензодатчики

Как работает тензодатчик?

Чтобы ответить на вопрос «Как работает тензодатчик?» Сначала нам нужно ответить на вопрос «Как работает тензодатчик?». Тензодатчик — это устройство, которое измеряет изменение электрического сопротивления при приложении силы.Типичный тензодатчик состоит из очень тонкой проволоки или фольги, расположенной в виде сетки таким образом, что при приложении деформации вдоль одной оси происходит линейное изменение сопротивления. Доступно множество типов тензодатчиков:

  • Линейные тензодатчики: Проволока, прикрепленная к основе тензодатчика, проходит параллельно краям тензодатчика. Они используются для измерения осевой деформации и деформации изгиба.
  • Датчики деформации сдвига: Проволока, прикрепленная к основе тензодатчика, проложена под углом 45 ° к сторонам датчика.Они используются для измерения.

Тензодатчики часто используются вместе с большим количеством тензодатчиков для повышения точности. Один активный тензодатчик называется четвертьмостом, два активных тензодатчика — полумостом, а четыре активных тензодатчика — полным мостом.

Изменения сопротивления тензодатчика отличаются в тензодатчиках растяжения и тензодатчиках сжатия. Сила натяжения заставляет тензодатчик становиться тоньше и длиннее, увеличивая сопротивление.Сила сжатия заставляет тензодатчик становиться все толще и короче, уменьшая сопротивление. Тензодатчик прикреплен к тонкой основе (держателю), которая прикреплена непосредственно к датчику нагрузки, позволяя тензодатчику испытывать нагрузку на датчик.

Изменение сопротивления, измеренное одним тензодатчиком, чрезвычайно мало, около 0,12 Ом. Чувствительность тензодатчика увеличивается с увеличением количества применяемых тензодатчиков. Хороший способ превратить эти небольшие изменения в нечто более измеримое — соединить их в виде моста Уитстона.

Типы тензодатчиков

Тензодатчики

имеют разную ориентацию в зависимости от типа измеряемой силы. Деформация изгиба, деформация сдвига, осевая деформация, крутящий момент и давление измеряются с использованием специальной схемы тензодатчиков. См. Наш блог о типах тензодатчиков для получения дополнительной информации.

Мост Уитстона

Мост Уитстона представляет собой конфигурацию из четырех симметричных резисторов с известным напряжением возбуждения, как показано ниже:

V EX — известное постоянное напряжение, а V O — измеренное.Если все резисторы сбалансированы, то есть R 1 / R 2 = R 3 / R 4 , тогда V O равно нулю. Если есть изменение в номинале одного из резисторов, тогда V O будет иметь результирующее изменение, которое можно измерить и интерпретировать с помощью закона Ома. Закон Ома гласит, что ток (I, измеренный в амперах), протекающий по проводнику между двумя точками, прямо пропорционален напряжению (V) в этих двух точках. Сопротивление (R, измеряемое в Ом) вводится как константа в этом соотношении, не зависящая от тока.Закон Ома выражается уравнением I = V / R.

При применении к 4 ветвям цепи моста Уитстона результирующее уравнение будет:

В O = R3 R 2 × V EX
р. 3 + р. 4 р 1 + р 2

В тензодатчиках эти резисторы заменены тензодатчиками при попеременных измерениях растяжения и сжатия.Когда к весоизмерительному датчику прикладывается сила, сопротивление в каждом тензодатчике изменяется, и измеряется V O . Из полученных данных можно легко определить V O , используя приведенное выше уравнение.

Дара Трент, директор по техническому контенту

В Load Cell Central с 2017 года Дара работает напрямую с нашими инженерами и техническими специалистами, создавая точный и актуальный контент для обслуживания и информирования наших клиентов. Помимо написания контента, она также управляет нашим графическим дизайном и интернет-маркетингом.

Как работает тензодатчик? Что такое тензодатчик?

Что такое датчик веса , какие существуют типы датчиков силы и как они работают при измерении силы? В этом подробном руководстве вы узнаете о функциях и возможностях различных тензодатчиков, также известных как датчики силы.


Датчик нагрузки , произведенный в США компанией FUTEK Advanced Sensor Technology (FUTEK), ведущим производителем датчиков нагрузки, производящим огромный выбор датчиков силы , использующих одну из самых передовых технологий в индустрии датчиков: тензодатчик из металлической фольги технология. Датчик силы определяется как преобразователь, который преобразует входную механическую нагрузку, вес, растяжение, сжатие или давление в электрический выходной сигнал (определение тензодатчика). Датчики силы также широко известны как Force Transducer . Существует несколько типов датчиков веса в зависимости от размера, геометрии и грузоподъемности.

Посетите наш магазин тензодатчиков. Доступно более 600+ типов тензодатчиков!


Что такое тензодатчик, датчик силы или датчик силы?

По определению, датчик веса (или датчик веса) — это тип датчика, в частности датчик силы.Он преобразует входную механическую силу , такую ​​как нагрузка , вес (также известные датчики веса), натяжение , сжатие или давление (также известные как датчики давления для измерения давления — что такое датчик давления?) В другое физическое состояние. переменная, в данном случае, в электрический выходной сигнал, который можно измерить, преобразовать и стандартизировать. По мере увеличения силы, приложенной к датчику силы, электрический сигнал изменяется пропорционально.

Преобразователи силы

стали важным элементом во многих отраслях, включая автомобилестроение, высокоточное производство, аэрокосмическую и оборонную промышленность, промышленную автоматизацию, медицину и фармацевтику, а также робототехнику, где надежное и высокоточное измерение нагрузки имеет первостепенное значение (т.е. медицинский тензодатчик). Совсем недавно, с развитием коллаборативных роботов (коботов) и хирургической робототехники, появилось много новых приложений для измерения силы , таких как миниатюрные медицинские датчики для роботизированной хирургии.

Миниатюрный линейный датчик нагрузки LCM100

Ячейка нагрузки через отверстие пончика LTh400 — силовая шайба

LCA305 Миниатюрный тензодатчик с колонной

Загляните в наш магазин весовых датчиков, где вы найдете более 600 типов датчиков веса!

Как выбрать датчик веса для вашего приложения?

Мы понимаем, что выбор подходящего датчика нагрузки — непростая задача, так как нет реального отраслевого стандарта относительно того, как выбирать датчики нагрузки для продажи.Вы также можете столкнуться с некоторыми проблемами, в том числе с поиском совместимого тензометрического усилителя, формирователя сигнала тензодатчика или требования нестандартного продукта, который увеличил бы время доставки продукта.

Чтобы помочь вам выбрать датчик силы, компания FUTEK разработала простое руководство из 5 шагов. Вот краткая информация, которая поможет вам сузить круг выбора. Ознакомьтесь с нашим полным руководством «Важные соображения при выборе тензодатчика» для получения дополнительной информации.

  • Шаг 1: Изучите свое приложение и то, что вы измеряете .Датчики нагрузки отличаются от промышленных датчиков давления (также называемых датчиком давления) или датчиков крутящего момента, и они предназначены для измерения нагрузок на растяжение и сжатие.
  • Шаг 2 : Определите монтажные характеристики датчика и его сборку. У вас статическая нагрузка или она динамическая? Определите тип крепления. Как вы будете устанавливать этот датчик силы?

Линейные схемы

Схемы бокового монтажа

  • Шаг 3 : Определите минимальные и максимальные требования к емкости. Обязательно выберите грузоподъемность сверх максимальной рабочей нагрузки и определите все посторонние нагрузки (боковые нагрузки или нецентральные нагрузки) и моменты до выбора грузоподъемности. В некоторых случаях вам потребуется многоосевой датчик нагрузки, такой как 6-осевой датчик. Одним из типичных применений многоосных тензодатчиков в аэрокосмической отрасли является стенд для испытания тяги ракетного двигателя, необходимый для определения характеристик тяги и Isp ракетного двигателя в условиях статических испытаний.
  • Шаг 4: Определите свой размер и геометрию требования (ширина, вес, высота, длина и т. Д.) И требования к механическим характеристикам (выход, нелинейность, гистерезис, ползучесть, сопротивление моста, разрешение, частотная характеристика и т. Д.)Другие характеристики, которые следует учитывать, включают водонепроницаемый датчик силы (погружной датчик нагрузки), криогенный, высокотемпературный, множественные или дублирующие мосты и TEDS IEEE1451.4.
  • Шаг 5: Определите тип вывода, который требуется вашему приложению. Выходные данные схемы датчиков силы указаны в мВ / В (милливольт на вольт). Следовательно, если вашему ПЛК, прибору или DAQ требуется аналоговый выход (например, датчик нагрузки 4-20 мА), цифровой выход или последовательная связь (например, выход цифрового датчика нагрузки или датчик нагрузки USB), вам обязательно понадобится усилитель датчика нагрузки.Для некоторых приложений требуется цифровой индикатор весоизмерительной ячейки или портативный дисплей для локального считывания показаний весоизмерительной ячейки. Убедитесь, что вы выбрали правильный усилитель, а также откалибруйте всю систему измерения (датчик нагрузки + формирователь сигнала). Это готовое решение обеспечивает большую совместимость и точность всей системы измерения силы.

В сочетании с тросовым датчиком (он же струнный потенциометр) тензодатчики являются стержнем современной автоматизации производства.

FUTEK имеет специальные типы универсальных модулей формирования сигналов, которые поддерживают широкий диапазон входов датчиков, таких как ± 10 В постоянного тока, 0-20 мА, ± 400 мВ / В и входы импульсного типа TTL.Универсальный модуль формирования сигнала USB520 USB может работать в паре с датчиками различных типов и устраняет необходимость во внешнем источнике питания для датчика и оборудования отображения. Модуль питается от ПК через USB-кабель, обеспечивая напряжение возбуждения 5-24 В постоянного тока на датчик и одновременно 5 В постоянного тока для энкодеров.

Для получения более подробной информации о нашем Руководстве по 5 шагам, пожалуйста, посетите наш «Как выбрать тензодатчик» для получения полных рекомендаций.

Начало работы с тензодатчиками

Введение

Вы когда-нибудь хотели узнать вес чего-либо? Как насчет того, чтобы знать изменение веса с течением времени? Вы хотите, чтобы ваш проект ощущал присутствие чего-либо, измеряя деформацию или нагрузку на какую-либо поверхность? Если да, то вы попали в нужное место.Это руководство поможет вам начать работу с тензодатчиками и их вариантами.

Один из многих видов тензодатчиков.

Предлагаемые показания:

Прежде чем приступить к тензодатчикам и их удивительным возможностям, мы предлагаем вам ознакомиться с некоторыми базовыми концепциями, если вы еще этого не сделали:

Делители напряжения

Превратите большое напряжение в меньшее с помощью делителей напряжения.В этом руководстве рассказывается, как выглядит схема делителя напряжения и как она используется в реальном мире.

Резисторы

Учебник по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно / последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применения резисторов.

Как читать схему

Обзор обозначений схем компонентов, а также советы и рекомендации для лучшего чтения схем.Щелкните здесь и станьте схематически грамотным уже сегодня!

Основные сведения о тензодатчиках

Типы тензодатчиков

Весоизмерительный датчик — это физический элемент (или датчик, если вы хотите быть техническим), который может преобразовывать давление (силу) в электрический сигнал.

Так что это значит? Есть три основных способа, которыми датчик веса может преобразовать приложенную силу в измеряемые показания.

Гидравлические тензодатчики

В гидравлических весоизмерительных датчиках используется обычное расположение поршня и цилиндра для передачи изменения давления за счет движения поршня, а также устройство диафрагмы, которое вызывает изменение давления на трубку Бурдона, соединенную с весоизмерительными датчиками.

Схема гидравлического тензодатчика от Nikka Rocketry
Пневматические тензодатчики

В пневматических тензодатчиках используется давление воздуха, прикладываемое к одному концу диафрагмы, и оно выходит через сопло, расположенное в нижней части тензодатчика, внутри которого находится манометр.

Схема пневматического датчика веса от Instrumentation Today
Тензометрические датчики веса

И, наконец (хотя существует множество других, менее распространенных установок весоизмерительных датчиков), есть тензодатчик, который представляет собой механический элемент, сила которого измеряется деформацией одного (или нескольких) тензодатчиков (тензодатчиков). ) на элементе.

Диаграмма тензодатчика с сайта Scalenet.com

В тензодатчиках стержневых тензодатчиков ячейка расположена в форме «Z», так что к стержню прилагается крутящий момент, и четыре тензодатчика на ячейке будут измерять деформацию изгиба, два — сжатие и два — растяжение. Когда эти четыре тензодатчика установлены в образовании моста Уитстона, легко точно измерить небольшие изменения сопротивления с помощью тензодатчиков.

Более подробная диаграмма тензодатчиков на стержневых тензодатчиках при приложении силы

В этом уроке мы сосредоточимся на тензодатчиках, таких как те, что есть в SparkFun:

Большинство тензодатчиков работают очень похожим образом, но могут различаться по размеру, материалу и механической настройке, что может привести к тому, что каждая ячейка будет иметь разные максимальные нагрузки и чувствительность, с которыми они могут справиться.Для нескольких возможных механических настроек весоизмерительной ячейки ознакомьтесь с руководством по подключению с настройкой весоизмерительной ячейки.

Основы тензометрического датчика

Тензодатчик — это устройство, которое измеряет изменения электрического сопротивления в ответ на деформацию (или давление, или силу, или как угодно другое название), приложенную к устройству, и пропорциональную им. Самый распространенный тензодатчик состоит из очень тонкой проволоки или фольги, расположенной в виде сетки таким образом, что наблюдается линейное изменение электрического сопротивления, когда деформация применяется в одном конкретном направлении, что чаще всего встречается с основанием. сопротивление 120 Ом, 350 Ом и 1000 Ом.

Калибровочный коэффициент

Каждый тензодатчик имеет разную чувствительность к деформации, которая количественно выражается как коэффициент (GF) . Калибровочный коэффициент определяется как отношение частичного изменения электрического сопротивления к частичному изменению длины (деформации). (Коэффициент для металлических тензодатчиков обычно составляет около 2.)

Небольшие изменения в штамме

Мы устанавливаем тензодатчик и измеряем это изменение сопротивления, и все в порядке, верно? Не так быстро.При измерении деформации редко используются величины, превышающие несколько миллистрендов (причудливые единицы для деформации, но все же очень маленькие).

Итак, давайте рассмотрим пример: предположим, вы установили деформацию 500µε. Тензорезистор с коэффициентом измерения 2 будет иметь изменение электрического сопротивления только на:

Для датчика 120 Ом это изменение составляет всего 0,12 Ом. 0,12 Ом — это очень небольшое изменение, и для большинства устройств оно не может быть обнаружено, не говоря уже о точном обнаружении. Поэтому нам понадобится другое устройство, которое может точно измерять сверхмалые изменения сопротивления (спойлер: они очень дороги) или устройство, которое может принять это очень небольшое изменение сопротивления и превратить его в то, что мы можем точно измерить.

Усилители и мост Уитстона

Здесь пригодится усилитель, такой как HX711 или NAU7802.

Хороший способ взять небольшие изменения сопротивления и превратить их в нечто более измеримое — это использовать мост Уитстона. Мост Уитстона представляет собой конфигурацию из четырех резисторов с известным напряжением, приложенным следующим образом:

, где Vin — известное постоянное напряжение, и измеряется результирующий Vout. Если , тогда Vout равен 0, но если есть изменение значения одного из резисторов, Vout будет иметь результирующее изменение, которое можно измерить и регулируется следующим уравнением с использованием закона Ома:

Заменив один из резисторов в мосту Уитстона тензодатчиком, мы можем легко измерить изменение Vout и использовать его для оценки приложенной силы.

Пример моста Уитстона с тензодатчиками From All About Circuits

Основы комбинатора

Но что произойдет, если у вас нет тензодатчика с четырьмя тензодатчиками? Или вы хотите измерить что-то действительно тяжелое в каком-нибудь масштабе? Вы можете объединить четыре тензодатчика (иногда называемых датчиками нагрузки), используя коммутационную плату комбинатора датчиков нагрузки!

Весы для ванной с использованием комбинатора датчиков нагрузки для объединения двенадцати проводов в один мост Уитстона

Используя тот же принцип моста Уитстона, вы можете использовать комбинатор для объединения одинарных тензодатчиков в конфигурацию моста Уитстона, где сила, приложенная ко всем четырем одиночным тензодатчикам, добавляется, чтобы дать вам более высокую максимальную нагрузку и лучше точность, чем просто один.Комбинатор можно подключить к тому же усилителю для облегчения измерений.

Весоизмерительные ячейки, подключенные к комбинатору и усилителю HX711

Это тот же макет, который вы найдете, скажем, в домашних весах. К комбинатору и усилителю будут подключены четыре датчика веса с одним тензодатчиком, чтобы вы могли получать показания вашего веса. Для получения дополнительной информации о настройке четырех одиночных тензодатчиков с комбинатором, ознакомьтесь с аппаратным подключением комбинатора для HX711.Эту настройку также можно использовать с NAU7802.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Для получения дополнительной информации о тензодатчиках посетите ресурсы ниже:

Для получения дополнительной информации о настройке тензодатчиков и о том, как интегрировать их в ваш следующий проект, ознакомьтесь с нашим руководством по подключению HX711:

Вы также можете быть заинтересованы в изучении OpenScale или подключении тензодатчика к облаку с помощью следующих руководств!

Приложения OpenScale и руководство по подключению

OpenScale позволяет вам иметь постоянный масштаб для промышленных и биологических приложений.Узнайте, как использовать доску OpenScale для чтения и настройки тензодатчиков.

Промышленные масштабы Интернета вещей

Сколько весит слоненок? Какая сила удара у прыжка? Ответьте на эти и другие вопросы, создав собственный промышленный масштаб Интернета вещей с помощью SparkFun OpenScale.

Весы для регистрации веса IoT

Из этого туториала Вы узнаете, как создать весы, которые будут регистрировать ваш вес на настраиваемом веб-сайте в Интернете.Принципы можно экстраполировать на любой тип данных.

Для вдохновения посетите SparkFun IoT Beehive:

И будьте в курсе OpenScale, подписавшись на него на GitHub:

Нужно еще больше? Ознакомьтесь с этой замечательной статьей о мостах Уитстона и типах тензодатчиков. Не можете насытиться принципами работы тензодатчиков? Прочтите эту статью для получения более подробной информации.

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 с точностью до 0.От 03% до 0,25% полной шкалы и подходят практически для всех промышленных применений.

Как работает тензодатчик?

Тензодатчик 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 измерения веса. Датчики веса 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.)

Гидравлические датчики веса

Миниатюрный тензодатчик Гидравлические ячейки представляют собой устройства для уравновешивания сил, измеряющие вес как изменение давления внутренней заполняющей жидкости. В датчиках гидравлического усилия с подвижной 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 тензодатчики были правильно установлены и откалиброваны, точность может быть в пределах 0,25% полной шкалы или выше, что 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

Тензодатчик — это 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 компенсационными регулировками.

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

Аналогично тензодатчикам, 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 его 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. Применение весовых датчиков

Весоизмерительные ячейки

представляют собой первое серьезное изменение конструкции в технологии взвешивания.На сегодняшних 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 вы найдете конструкцию системы взвешивания с тензодатчиками.

Выберите датчик веса, подходящий для вашего приложения

Тензодатчики сжатия
Тензодатчики сжатия часто имеют конструкцию со встроенной 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 от своей S-образной формы. 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

Весоизмерительные ячейки 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

Платформа 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 весоизмерительные ячейки 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 идеально подходит 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.С тех пор, однако, 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 с точностью до 0.От 03% до 0,25% полной шкалы и подходят практически 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 механического усилия
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 Искробезопасность. 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 кг. 0,05% Весы автомобильные, цистерны, гусеничные и бункерные Обрабатывает движения груза Без защиты от горизонтальной нагрузки
Датчики нагрузки кольцевые и блины 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% Весы малые Маленький, недорогой Грузы должны быть отцентрованы, движение груза не допускается
Другие датчики веса
Винтовой 0-40 кг 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 тензодатчиков, обратитесь к этому техническому документу.Техническое обучение Техническое обучение Просмотреть эту страницу на другом языке или в другом регионе

Что такое тензодатчик и как он работает? • Michigan Scientific

Что измеряют тензодатчики?

Первое, что нужно понять при обсуждении тензодатчиков, — это то, что они измеряют.Тензодатчик — это датчик, измеренное электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от деформации. Деформация — это деформация или смещение материала в результате приложенного напряжения. Напряжение — это сила, приложенная к материалу, деленная на площадь поперечного сечения материала. Тензодатчики предназначены для фокусировки напряжения через элементы балки, на которых расположены тензодатчики. Тензодатчики преобразуют приложенную силу, давление, крутящий момент и т. Д. В электрический сигнал, который можно измерить. Сила вызывает деформацию, которая затем измеряется тензодатчиком путем изменения электрического сопротивления.Затем измерения напряжения собираются с помощью сбора данных.

Как измеряется деформация?

Теперь, когда процесс измерения деформации установлен, следующим шагом при использовании тензодатчиков является получение полезных данных. Тензодатчик должен быть подключен к электрической цепи, способной точно реагировать на мельчайшие изменения сопротивления, связанные с деформацией. В схеме с разделенным мостом можно использовать несколько тензодатчиков для измерения небольших изменений электрического сопротивления.Это называется мостом Уитстона. В конфигурации моста Уитстона напряжение возбуждения прикладывается к цепи, а выходное напряжение измеряется в двух точках в середине моста. Когда на тензодатчик не действует нагрузка, мост Уитстона сбалансирован и выходное напряжение равно нулю. Любое небольшое изменение материала под тензодатчиком приводит к изменению сопротивления тензодатчика по мере того, как он деформируется вместе с материалом. Это приводит к нарушению баланса моста, что приводит к изменению выходного напряжения.Как указывалось ранее, изменение сопротивления незначительное, а это означает, что для правильного определения изменений часто требуется усиление сигнала. Процесс усиления усиливает изменения сигнала деформации; однако это также приводит к обнаружению большего количества нежелательного шума в сигнале. Обработка сигнала отфильтровывает избыточный шум, обеспечивая точные и понятные данные.

Michigan Scientific предоставляет ресурсы, необходимые для получения наилучших результатов измерения силы и крутящего момента.Мы производим одноканальные тензометрические усилители и многоканальные тензометрические усилители для наших сборок контактных колец. Эти усилители отличаются высокоточным возбуждением моста, регулируемыми извне шунтирующим сопротивлением и усилением, а также возможностью дистанционного включения / выключения возбуждения моста. Наши усилители создают сильные сигналы с минимальным шумом. Наряду с нашими продуктами, наш штат высококвалифицированных технических специалистов способен измерить различные детали и области применения. Чтобы узнать больше о наших продуктах и ​​услугах или сделать запрос, свяжитесь с Michigan Scientific сегодня.

Представленное изображение любезно предоставлено Кристианом В. / CC BY.

Принцип работы тензодатчика

— ваше руководство по электрике

Привет друзья,

В этой статье я собираюсь описать вам принцип работы тензодатчика , коэффициент измерения и работу тензодатчика.

Тензодатчик — это пассивный преобразователь, который преобразует механическое смещение в изменение сопротивления. Датчик деформации — это тонкое устройство, напоминающее пластину, которое можно прикрепить к различным материалам для измерения приложенной деформации.Они используются в качестве основных датчиков во многих типах датчиков, таких как датчики давления, тензодатчики, датчики крутящего момента и т. Д.

Тензодатчики фольгового типа (рис. 1) очень распространены, в которых резистивная фольга устанавливается на материал основы. Они доступны в различных формах и размерах для различных применений. Сопротивление фольги изменяется по мере того, как материал, к которому прикреплен датчик, подвергается растяжению или сжатию из-за изменения его длины и диаметра.

Это изменение сопротивления пропорционально приложенной деформации.Поскольку это изменение сопротивления очень мало по величине, его влияние может ощущаться только мостом Уитстона. Это основной принцип работы тензодатчика .

Принципиальная схема показана на Рисунке №2. На этой принципиальной схеме тензодатчик подключен к мосту Уитстона. Эта схема сконструирована таким образом, что, когда к тензодатчику не прикладывается сила, R 1 равно R 2 , а сопротивление тензодатчика равно R 3 .В этом состоянии мост Уитстона сбалансирован, и вольтметр не показывает отклонения.

Но когда к тензодатчику прилагается напряжение, сопротивление тензодатчика изменяется, мост Уитстона становится несбалансированным, через вольтметр течет ток. Поскольку чистое изменение сопротивления пропорционально приложенной деформации, следовательно, результирующий ток, протекающий через вольтметр, пропорционален приложенной деформации. Таким образом, вольтметр можно откалибровать по деформации или силе.

В приведенной выше схеме мы использовали только один тензодатчик. Это называется четвертьмостовой схемой. Мы также можем использовать в этой схеме два тензодатчика или даже четыре тензодатчика. Тогда эта схема называется «полумостом» и «полным мостом» соответственно. Полная мостовая схема обеспечивает большую чувствительность и наименьшее количество ошибок изменения температуры.

Измерительный коэффициент тензодатчика

Измерительный коэффициент тензодатчика определяется как изменение сопротивления на единицу изменения длины.

т.е. коэффициент калибровки G f = (∆R / R) / (∆l / l)

где, R = номинальное сопротивление датчика,
∆R = изменение сопротивления,
l = длина образца в ненапряженное состояние,
∆l = изменение длины образца.

Это может быть доказано математически,

Калибровочный коэффициент, G f = 1 + 2v + (∆ρ / ρ) / (∆L / L)

Если изменение удельного сопротивления из-за деформации практически незначительно , то

калибровочный коэффициент тензодатчика , G f = 1 + 2v

Где, v — коэффициент Пуассона.Его можно определить как отношение деформации в поперечном направлении к деформации в осевом направлении. Коэффициент Пуассона для большинства металлов находится в диапазоне от 0 до 0,5, что дает приблизительно 2 калибровочный коэффициент.

Розетки тензодатчиков

Форма тензодатчика выбирается в соответствии с измеряемой деформацией. Тензодатчики различной формы могут использоваться для измерения деформации в осевом, двухосном или многоосном направлениях. Если требуется одновременное измерение деформации более чем в одном направлении, используются многоэлементные тензодатчики.

Эти многоэлементные тензодатчики называют «розетками тензодатчиков». В двухэлементных тензодатчиках оба элемента удерживаются под углом 90 o . Этот тип тензодатчиков используется в датчиках силы. Розетки трехэлементных тензодатчиков используются для определения направления и величины основной деформации, возникающей в результате сложной структурной нагрузки. Самый популярный тип имеет угловое смещение между чувствительными элементами 45 o или 60 o (рис. 5).

Тензодатчики

Весоизмерительный датчик — это устройство для измерения силы. В датчике нагрузки датчик используется для преобразования силы в пропорциональный электрический сигнал. Существуют различные типы датчиков веса, такие как гидравлические, пневматические датчики веса и тензодатчики . В промышленности в основном используются тензодатчики. В этих тензодатчиках используются тензодатчики для измерения силы и создания пропорционального электрического сигнала.

Схематическое расположение тензодатчика показано на рисунке №4.В этом датчике веса четыре тензодатчика подключены к датчику веса. Они также связаны с мостом Уитстона. Эта система сконструирована таким образом, что в нормальных условиях мост Уитстона остается сбалансированным и, следовательно, вольтметр не показывает отклонения.

Но когда мы прикладываем нагрузку к датчику веса, в тензодатчиках происходит деформация. Эта деформация в тензодатчиках изменяет их сопротивление. Это делает мост Уитстона неуравновешенным. И вольтметр показывает показания. Поскольку дисбаланс в цепи пропорционален нагрузке, вольтметр можно откалибровать по силе или нагрузке.

Характеристики тензодатчиков

Для удовлетворительной работы тензодатчик должен иметь следующие характеристики:

  • Он должен иметь высокое значение калибровочного коэффициента. Благодаря высокому значению калибровочного коэффициента мы можем получить высокую чувствительность системы.
  • Он должен иметь высокое значение сопротивления, так как сводит к минимуму влияние нежелательных изменений сопротивления в измерительной цепи.
  • Должен иметь низкий температурный коэффициент сопротивления.Очень важно минимизировать ошибки из-за перепадов температуры.
  • Не должно иметь эффектов гистерезиса.
  • Он должен иметь линейные характеристики. вариации сопротивления всегда должны быть пропорциональны вариациям деформации.


Спасибо, что прочитали о «принципе работы тензодатчика».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *