Apa itu sensor penimbangan balok kantilever

Rincian Struktural Inti

Sel beban balok kantilever pada dasarnya merupakan balok logam elastis yang terpasang tetap di satu ujung dan bebas di ujung lainnya. Komponen utamanya terdiri atas:

1. Badan Elastis (Balok Sensitif)

● Bahan: Umumnya menggunakan baja paduan 40CrNiMoA atau baja tahan karat 17-4PH, yang menawarkan elastisitas dan ketahanan kelelahan yang sangat baik.

● Shape: Blok berbentuk persegi panjang atau balok berundak dengan penampang bervariasi, umumnya memiliki panjang antara 50 hingga 300 mm.

● Desain Utama: Bagian tengah balok biasanya memiliki area yang lebih tipis (zona regangan) untuk memfokuskan deformasi, sehingga meningkatkan sensitivitas.

● Ujung Tetap: Dipasang kaku ke alas menggunakan 2 hingga 4 baut.

● Ujung Pembebanan: Memiliki kepala pembebanan (bola baja atau kepala penekan) di bagian atas, melalui mana beban diterapkan secara vertikal ke ujung balok.

2. Pengukur Regangan Resistansi

Biasanya, 4 buah strain gauge digunakan untuk membentuk jembatan Wheatstone penuh.

Posisi Pemasangan:

● 2 buah strain gauge dipasang pada permukaan atas balok (zona tarik).

● 2 buah strain gauge dipasang pada permukaan bawah balok (zona tekan).

● Alternatifnya, strain gauge dapat dipasang di dekat sumbu netral pada sisi balok (mode geser), yang memberikan ketahanan lebih kuat terhadap beban tidak sentris.

● Resistansi nominal umumnya 350 Ω, meskipun spesifikasi 120 Ω dan 700 Ω juga tersedia.

● Panjang kisi umumnya berkisar antara 1 mm hingga 6 mm, dipilih berdasarkan dimensi balok.

3. Kompensasi dan Penyegelan

Memuat resistor kompensasi suhu internal (untuk kompensasi nol dan kompensasi sensitivitas).

Menggunakan penyegelan dengan las atau penyegelan dengan perekat, mencapai tingkat proteksi IP67 atau IP68.

Pilihan kabel: Kabel atau konektor keluaran langsung (misalnya, steker penerbangan M12).

Parameter teknis utama

Panduan Pemasangan dan Penggunaan

Metode Pemasangan yang Benar

Ujung tetap harus dikencangkan secara kaku, dengan ketidakrataan permukaan pemasangan ≤0,05 mm.

Kontak titik atau kontak garis harus dipertahankan antara kepala pembebanan dan benda yang ditimbang guna menghindari gaya lateral.

Kabel harus dikencangkan dan dilalukan secara tepat untuk mencegah gangguan sinyal akibat ayunan.

Saat beberapa sensor digunakan secara paralel (misalnya, timbangan platform empat sudut), penting untuk memastikan distribusi beban seragam di seluruh sensor.

Sumber Kesalahan Umum

● Galat Beban Tidak Tepat Pusat: Beban yang menyimpang dari titik pembebanan menimbulkan momen lentur tambahan, sehingga menyebabkan penyimpangan pembacaan.

● Gaya Lateral / Torsi: Balok kantilever sensitif terhadap gaya lateral; pemasangan yang tidak tepat dapat menyebabkan pergeseran nol.

● Pengaruh Suhu: Perubahan suhu lingkungan menyebabkan pergeseran nol dan sensitivitas.

● Creep: Perubahan keluaran yang lambat dalam kondisi beban penuh berkepanjangan.

● Getaran Mekanis: Diperlukan peredam kejut atau penyaringan digital di lingkungan dinamis.

Perbandingan dengan Sel Beban Lainnya

Contoh Penerapan Praktis: Timbangan Platform Kecil

Timbangan platform 1 ton biasanya menggunakan 4 sel beban jenis kantilever yang dipasang di keempat sudut:

Kapasitas per Sensor: 500 kg masing-masing (4 × 500 kg = 2 t total, menyisakan margin keamanan 50%).

● Keempat sensor dihubungkan secara paralel, dengan sinyalnya dikumpulkan ke dalam sebuah kotak persimpangan.

● Potensiometer yang dapat disetel di dalam kotak persimpangan digunakan untuk koreksi kesalahan sudut.

● Keluarannya diumpankan ke indikator timbangan, yang menampilkan berat setelah konversi A/D dan kalibrasi.

Proses Kalibrasi: Penyetelan nol tanpa beban → Pasang beban uji standar → Masukkan nilai berat → Indikator menghitung koefisien kalibrasi secara otomatis.