Mi az a konzolos gerenda mérőérzékelő

Alapvető szerkezeti felosztás

A konzolos gerenda terhelésérzékelő lényegében egy rugalmas fémgerenda, amelyet az egyik végén rögzítenek, míg a másik vége szabadon lóg. Főbb alkotóelemei a következők:

1. Rugalmas testresz (érzékeny gerenda)

● Anyag: Általában 40CrNiMoA ötvözetacélból vagy 17-4PH rozsdamentes acélból készül, kiváló rugalmasságot és fáradási ellenállást biztosít.

● Forma: Téglalap alakú tömb vagy lépcsőzetesen változó keresztmetszetű gerenda, hossza általában 50–300 mm között mozog.

● Fő tervezési elem: A gerenda középső szakaszán általában egy vékonyabb terület (feszültségzóna) található, amely a deformációt koncentrálja, ezzel növelve az érzékenységet.

● Rögzített vég: 2–4 csavarral mereven rögzítik az alapra.

● Terhelési vég: Felső részén terhelőfej (acélgolyó vagy nyomófej) található, amelyen keresztül a terhelés függőlegesen hat a gerenda végére.

2. Ellenállásos alakváltozásmérők

Általában 4 feszültségmérő ellenállás (strain gauge) alkot egy teljes Wheatstone-hídot.

Rögzítési helyek:

● 2 darab feszültségmérő ellenállás a gerenda felső felületére kerül (húzózóna).

● 2 darab feszültségmérő ellenállás a gerenda alsó felületére kerül (nyomózóna).

● Alternatív megoldásként a feszültségmérő ellenállásokat a gerenda oldalán, a semleges tengely közelében is el lehet helyezni (nyírási üzemmód), amely jobb ellenállást biztosít a középponton kívüli terhelésekkel szemben.

● A névleges ellenállás általában 350 Ω, de 120 Ω-os és 700 Ω-os változatok is elérhetők.

● A rács hossza általában 1 mm és 6 mm között van, és a gerenda méretei alapján választják ki.

3. Kiegyenlítés és tömítés

Belső hőmérséklet-kiegyenlítő ellenállásokat tartalmaz (nullpont-kiegyenlítéshez és érzékenység-kiegyenlítéshez).

Hegesztett vagy ragasztós tömítést alkalmaz, amely IP67 vagy IP68 védettségi fokozatot ér el.

Kábel lehetőségek: Közvetlen kimeneti kábel vagy csatlakozó (pl. M12 repülőgépes dugó).

Fontos technikai paraméterek

Telepítési és használati útmutató

Megfelelő felszerelési módszerek

A rögzített végnek mereven rögzítve kell lennie, a felszerelési felület síksága ≤ 0,05 mm.

A terhelésfelvevő fej és a mérni kívánt tárgy között pontszerű vagy vonalmenti érintkezést kell biztosítani az oldalirányú erők elkerülése érdekében.

A kábeleket megfelelően rögzíteni és vezetni kell a lengés miatti jelzavarok megelőzése érdekében.

Több érzékelő párhuzamos használata esetén (pl. négy sarokkal rendelkező platformmérleg) elengedhetetlen, hogy az összes érzékelőn egyenletes legyen a terheléseloszlás.

Gyakori hibák forrásai

● Terhelés eltérés a középponttól: A terhelési ponttól eltérő terhelések további hajlítónyomatékot okoznak, amelyek mérési eltéréseket eredményeznek.

● Oldalerő / csavarónyomaték: A konzolos gerendák érzékenyek az oldalerőkre; a helytelen felszerelés zéróeltolódást okozhat.

● Hőmérséklet-hatások: A környezeti hőmérséklet-változások zéró- és érzékenység-eltolódáshoz vezetnek.

● Lassú alakváltozás (krep): Lassú kimeneti változások hosszú ideig tartó teljes terhelés mellett.

● Mechanikai rezgés: Dinamikus környezetben rugók vagy digitális szűrés szükséges.

Összehasonlítás más terhelésmérőkkel

Gyakorlati alkalmazási példa: kis platformmérleg

Egy 1 tonnás platformmérleg általában 4 darab konzolgerendás terhelésérzékelőt használ, amelyeket a négy sarokba helyeznek el:

Érzékelőnkénti teherbírás: 500 kg darabonként (4 × 500 kg = 2 t összesen, így 50 % biztonsági tartalék marad).

● A 4 érzékelő párhuzamosan van bekötve, jeleik egy elosztódobozba gyűlnek össze.

● Az elosztódoboz belsejében található beállítható potenciométereket a sarkok hibajavítására használják.

● A kimenet egy mérőkijelzőbe kerül, amely a súlyt az A/D átalakítás és kalibrálás után jeleníti meg.

Kalibrálási folyamat: Nullpont-beállítás terhelés nélkül → Standard próbaterhek felhelyezése → A súly értékének bevitele → A kijelző automatikusan kiszámítja a kalibrációs együtthatót.