Co je konzolový váhový senzor

Základní strukturální rozklad

Tenzometrický člen typu konzoly je v podstatě pružný kovový nosník upevněný na jednom konci a volný na druhém konci. Skládá se hlavně z následujících komponent:

1. Pružné tělo (citlivý nosník)

● Materiál: Obvykle se používá slitina oceli 40CrNiMoA nebo nerezová ocel 17-4PH, které nabízejí vynikající pružnost a odolnost proti únavě.

● Tvar: Obdélníkový blok nebo stupňovitý nosník s proměnným průřezem, obecně dlouhý 50 až 300 mm.

● Klíčový návrh: Střední část nosníku obvykle obsahuje ztenčenou oblast (zónu deformace), aby se soustředila deformace a tím zvýšila citlivost.

● Upevněný konec: Je tuhým způsobem připevněn k základně pomocí 2 až 4 šroubů.

● Zatěžovací konec: Má na vrcholu zatěžovací hlavu (ocelovou kuličku nebo stlačovací hlavu), prostřednictvím níž je zátěž aplikována vertikálně na konec nosníku.

2. Odporové tenzometry

Obvykle se používají 4 tenzometrické můstky k vytvoření úplného Wheatstoneova můstku.

Montážní polohy:

● 2 můstky namontovány na horním povrchu nosníku (táhlová zóna).

● 2 můstky namontovány na spodním povrchu nosníku (tlaková zóna).

● Alternativně lze můstky namontovat v blízkosti neutrální osy na straně nosníku (smykový režim), což poskytuje vyšší odolnost vůči excentrickým zátěžím.

● Jmenovitý odpor je obvykle 350 Ω, avšak jsou také k dispozici provedení s odporem 120 Ω a 700 Ω.

● Délka mřížky se obecně pohybuje mezi 1 mm a 6 mm a je volena podle rozměrů nosníku.

3. Kompenzace a utěsnění

Obsahuje vnitřní teplotní kompenzační odpory (pro nulovou kompenzaci a kompenzaci citlivosti).

Využívá svařovaného nebo lepeného utěsnění, čímž dosahuje ochranných tříd IP67 nebo IP68.

Možnosti kabelu: Kabel s přímým výstupem nebo konektor (např. letecký zásuvný spoj M12).

Klíčové technické parametry

Pokyny k instalaci a použití

Správné způsoby instalace

Pevný konec musí být pevně uchycen, rovnost montážní plochy nesmí přesahovat 0,05 mm.

Mezi zatěžovací hlavou a váženým předmětem je nutné zajistit bodový nebo čárový kontakt, aby nedocházelo k působení bočních sil.

Kabely je třeba správně uchytit a vést tak, aby se zabránilo rušení signálu způsobenému kýváním.

Při paralelním použití více snímačů (např. čtyřbodová platformová váha) je nezbytné zajistit rovnoměrné rozložení zatížení na všechny snímače.

Běžné zdroje chyb

● Chyba zatížení mimo střed: Zatížení odlišné od bodu zatížení vyvolává dodatečné ohybové momenty, které způsobují odchylky měřených hodnot.

● Boční síla / krouticí moment: Konstrukce nosníků s jedním vetknutým koncem je citlivá na boční síly; nesprávná instalace může způsobit posun nulového bodu.

● Teplotní vlivy: Změny teploty okolního prostředí způsobují posun nulového bodu i citlivosti.

● Creep (plastická deformace pod zatížením): Pomalé změny výstupního signálu za podmínek dlouhodobého plného zatížení.

● Mechanické vibrace: V dynamickém prostředí je nutné použít tlumiče nárazů nebo digitální filtraci.

Srovnání s jinými snímači síly

Praktický příklad použití: malá platformová váha

Platformová váha o nosnosti 1 tuny obvykle využívá 4 tenkostěnné nosníkové snímače síly umístěné v rozích:

Kapacita na senzor: 500 kg každý (4 × 500 kg = 2 t celkem, což znamená bezpečnostní rezervu 50 %).

● 4 senzory jsou zapojeny paralelně, signály jsou shromažďovány do rozvaděčové krabice.

● Uvnitř rozvaděčové krabice se pro korekci chyb v rozích používají nastavitelné potenciometry.

● Výstup je přiveden do vážícího indikátoru, který zobrazuje hmotnost po A/D převodu a kalibraci.

Kalibrační proces: Nastavení nuly za podmínky bez zátěže → Umístění standardních zkušebních závaží → Zadání hodnoty hmotnosti → Indikátor automaticky vypočítá kalibrační koeficient.