ما هو جهاز استشعار الوزن ذي العارضة الواصلة؟

تفكيك هيكلي أساسي

خلية الحمل ذات العارضة البارزة هي في الأساس عارضة معدنية مرنة مثبتة من طرف واحد وحرة من الطرف الآخر. وتتكون أساسًا من المكونات التالية:

١. الجسم المرن (العارضة الحساسة)

● المادة: يُستخدم عادةً فولاذ سبائكي من نوع ٤٠CrNiMoA أو فولاذ مقاوم للصدأ من نوع ١٧-٤PH، ويتميّز بمرونة ممتازة ومقاومة عالية للتآكل الناتج عن الإجهاد المتكرر.

● الشكل: كتلة مستطيلة الشكل أو عارضة متدرجة المقطع العرضي ذي مساحة متغيرة، وطولها عمومًا يتراوح بين ٥٠ و٣٠٠ مم.

● التصميم الرئيسي: غالبًا ما تحتوي المنطقة الوسطى من العارضة على جزء مُرقَّق (منطقة التشوه) لتجميع التشوه فيها، وبالتالي تحسين الحساسية.

● الطرف الثابت: يُثبَّت بشكل صلب على القاعدة باستخدام ٢ إلى ٤ براغٍ.

● الطرف الخاضع للحمل: يتميز برأس تحميل (كرة فولاذية أو رأس ضغط) في الأعلى، يتم من خلاله تطبيق الحمل عموديًّا على طرف العارضة.

أجهزة قياس الانفعال المقاومية

عادةً ما تُستخدم أربع وحدات لقياس الانفعال لتكوين جسر ويتسون الكامل.

مواقع التثبيت:

● وحدتان مثبتتان على السطح العلوي للعارضة (منطقة الشد).

● وحدتان مثبتتان على السطح السفلي للعارضة (منطقة الضغط).

● أو يمكن تثبيتها بالقرب من المحور المحايد على جانب العارضة (وضع القص)، ما يوفّر مقاومة أقوى للأحمال غير المركزية.

● المقاومة الاسمية تكون عادةً ٣٥٠ أوم، رغم توفر مواصفات أخرى مثل ١٢٠ أوم و٧٠٠ أوم أيضًا.

● طول الشبكة يتراوح عمومًا بين ١ مم و٦ مم، ويُختار استنادًا إلى أبعاد العارضة.

التعويض والتجهيز الوقائي

يحتوي على مقاومات تعويض درجة الحرارة الداخلية (لتعويض الصفر وتعويض الحساسية).

يستخدم إغلاقًا باللحام أو إغلاقًا لاصقًا، ويحقق درجات حماية IP67 أو IP68.

خيارات الكابل: كابل خرج مباشر أو موصل (مثل قابض طيران M12).

المعالم الفنية الرئيسية

إرشادات التركيب والاستخدام

طرق التثبيت الصحيحة

يجب تثبيت الطرف الثابت تثبيتاً صلباً، مع أن تكون مسطّحية سطح التثبيت ≤٠٫٠٥ مم.

يجب الحفاظ على تلامس نقطي أو تلامس خطي بين رأس التحميل والجسم المراد وزنه لتفادي القوى الجانبية.

يجب تأمين الكابلات وتوجيهها بشكل مناسب لمنع التداخل الإشاري الناتج عن التأرجح.

عند استخدام عدة مستشعرات بالتوازي (مثل ميزان منصة ذو أربع زوايا)، من الضروري ضمان توزيع متساوٍ للحمل على جميع المستشعرات.

المصادر الشائعة للأخطاء

● خطأ في التحميل غير المركزي: تؤدي الأحمال المُنحرفة عن نقطة التحميل إلى عزوم انحناء إضافية، ما يسبب انحرافات في القراءات.

● القوة الجانبية / الالتواء: الكمرات البارزة حساسة جدًّا للقوى الجانبية؛ وقد يؤدي التثبيت غير السليم إلى انجراف في القيمة الصفرية.

● تأثيرات درجة الحرارة: تؤدي التغيرات في درجة حرارة الجو إلى انجراف في القيمة الصفرية وانجراف في الحساسية.

● الزحف: تغيرات بطيئة في الإخراج تحت ظروف التحميل الكامل لفترات طويلة.

● الاهتزاز الميكانيكي: يجب استخدام ممتصات الصدمات أو الترشيح الرقمي في البيئات الديناميكية.

المقارنة مع خلايا التحميل الأخرى

مثال تطبيقي عملي: ميزان منصّة صغير

تستخدم ميزان منصة سعة طن واحد عادةً ٤ خلايا حمل ذات شعاع كابوليير مرتبة عند الزوايا الأربعة:

السعة لكل مستشعر: ٥٠٠ كجم لكل منها (٤ × ٥٠٠ كجم = ٢ طن إجمالي، مع هامش أمان بنسبة ٥٠٪).

● تُوصَل المستشعرات الأربعة على التوازي، وتُجمَع الإشارات في صندوق وصل.

● تُستخدَم مقاومات متغيرة قابلة للضبط داخل صندوق الوصل لتصحيح أخطاء الزوايا.

● يُوجَّه المخرج إلى مؤشر وزن، الذي يعرض القيمة بعد التحويل من التناظري إلى الرقمي والمعايرة.

عملية المعايرة: ضبط الصفر دون حمل → وضع أوزان اختبار قياسية → إدخال قيمة الوزن → يحسب المؤشر معامل المعايرة تلقائيًّا.