سنسور وزن‌سنجی تیر آزاد چیست؟

تجزیهٔ ساختاری اصلی

سیل‌سل گیرندهٔ بار نوع تیر آزاد (کانتیلیور) در واقع یک تیر فلزی کشسان است که از یک سر ثابت و از سر دیگر آزاد می‌باشد. این سیل‌سل عمدتاً از اجزای زیر تشکیل شده است:

۱. بدنهٔ کشسان (تیر حساس)

● ماده: معمولاً از فولاد آلیاژی ۴۰CrNiMoA یا فولاد ضدزنگ ۱۷-۴PH استفاده می‌شود که دارای کشسانی و مقاومت عالی در برابر خستگی است.

● شکل: بلوک مستطیلی یا تیر پلکانی با مقطع متغیر، که طول آن معمولاً بین ۵۰ تا ۳۰۰ میلی‌متر است.

● طراحی کلیدی: بخش میانی تیر معمولاً دارای ناحیه‌ای با ضخامت کمتر (منطقهٔ کرنش) است تا تغییرشکل را متمرکز کند و بدین ترتیب حساسیت را افزایش دهد.

● سر ثابت: به‌صورت سفت و محکم با ۲ تا ۴ پیچ به پایه متصل می‌شود.

● سر واردکنندهٔ بار: دارای سر بارگذاری (توپ فولادی یا سر فشاردهنده) در بالا است که از طریق آن بار به‌صورت عمودی به انتهای تیر اعمال می‌شود.

۲. گیج‌های کرنش مقاومتی

معمولاً از ۴ گیج کرنش برای تشکیل یک پل وتسون تمام استفاده می‌شود.

موقعیت‌های نصب:

● ۲ گیج روی سطح بالایی تیر (منطقه کششی) نصب می‌شوند.

● ۲ گیج روی سطح پایینی تیر (منطقه فشاری) نصب می‌شوند.

● جایگزیناً، می‌توان آن‌ها را در نزدیکی محور خنثی روی جانب تیر (حالت برشی) نصب کرد که مقاومت قوی‌تری در برابر بارهای غیرمحور ایجاد می‌کند.

● مقاومت اسمی معمولاً ۳۵۰ اهم است، هرچند مشخصات ۱۲۰ اهم و ۷۰۰ اهم نیز موجود هستند.

● طول شبکه معمولاً بین ۱ میلی‌متر تا ۶ میلی‌متر است و با توجه به ابعاد تیر انتخاب می‌شود.

۳. جبران‌سازی و درزگیری

دارای مقاومت‌های جبران‌کنندهٔ دمای داخلی (برای جبران صفر و جبران حساسیت).

از درزبندی جوشی یا چسبی استفاده می‌کند و رده‌های حفاظتی IP67 یا IP68 را تأمین می‌کند.

گزینه‌های کابل: کابل خروجی مستقیم یا اتصال‌دهنده (مانند پلاگین هوایی M12).

پارامترهای فنی کلیدی

راهنمای نصب و استفاده

روش‌های نصب مناسب

سر ثابت باید به‌طور محکم ثابت شود و صافی سطح نصب باید کمتر یا مساوی ۰٫۰۵ میلی‌متر باشد.

تماس نقطه‌ای یا خطی بین سر اعمال بار و شیء وزن‌گیری‌شده باید حفظ شود تا از ایجاد نیروهای جانبی جلوگیری شود.

کابل‌ها باید به‌درستی ثابت و هدایت شوند تا از ایجاد تداخل سیگنال ناشی از نوسان جلوگیری شود.

وقتی از چندین سنسور به‌صورت موازی استفاده می‌شود (مثلاً در یک ترازوی پلتفرمی با چهار گوشه)، ضروری است که توزیع بار روی تمام سنسورها یکنواخت باشد.

منابع رایج خطای اندازه‌گیری

● خطا ناشی از بار غیرمرکزی: انحراف بار از نقطهٔ بارگذاری، گشتاورهای خمشی اضافی ایجاد می‌کند و منجر به انحراف در نمایش خوانش می‌شود.

● نیروی جانبی / پیچش: تیرهای کنسول به نیروهای جانبی حساس هستند؛ نصب نادرست می‌تواند باعث جابه‌جایی صفر شود.

● اثرات دما: تغییرات دمای محیطی منجر به جابه‌جایی صفر و حساسیت می‌شوند.

● خزش: تغییرات آهستهٔ خروجی در شرایط بار کامل طولانی‌مدت.

● ارتعاش مکانیکی: در محیط‌های پویا نیاز به جاذب‌های ضربه یا فیلترهای دیجیتال است.

مقایسه با سایر سلول‌های بار

مثال کاربردی عملی: ترازهٔ پلتفرم کوچک

ترازهٔ پلتفرمی ۱ تنی معمولاً از ۴ سلول بار نوع کنسول در چهار گوشه استفاده می‌کند:

ظرفیت هر سنسور: ۵۰۰ کیلوگرم (۴ × ۵۰۰ کیلوگرم = ۲ تن در مجموع، با حاشیهٔ ایمنی ۵۰ درصدی).

● ۴ سنسور به‌صورت موازی به هم متصل می‌شوند و سیگنال‌ها در جعبهٔ اتصال جمع‌آوری می‌شوند.

● پتانسیومترهای قابل تنظیم درون جعبهٔ اتصال برای اصلاح خطای گوشه‌ها به کار می‌روند.

● خروجی به نمایشگر وزن وارد می‌شود که پس از تبدیل آنالوگ به دیجیتال و کالیبراسیون، وزن را نمایش می‌دهد.

فرآیند کالیبراسیون: تنظیم صفر در حالت بدون بار → قرار دادن وزنه‌های استاندارد آزمایشی → وارد کردن مقدار وزن → نمایشگر به‌طور خودکار ضریب کالیبراسیون را محاسبه می‌کند.