Grunnleggende strukturell oppdeling
En utkraget bjelkelastcelle er i prinsippet en elastisk metallbjelke som er festet på den ene enden og fri på den andre. Den består hovedsakelig av følgende komponenter:
1. Elastisk kropp (følsom bjelke)
● Materiale: Bruker vanligvis legeringsstål 40CrNiMoA eller rustfritt stål 17-4PH, som gir utmerket elastisitet og utmattelsesmotstand.
● Form: Rektangulær blokk eller en trinnvis bjelke med varierende tverrsnitt, vanligvis mellom 50 og 300 mm lang.
● Viktig konstruksjonsdetalj: Midtdelen av bjelken har vanligvis et tyntare område (spenningsområde) for å konsentrere deformasjon og dermed forbedre følsomheten.
● Festet ende: Stivt montert på underlaget med 2 til 4 skruer.
● Lasteende: Har en lasthode (stålball eller pressehode) på toppen, gjennom hvilken lasten påføres vertikalt på bjelkens ende.
2. Motstandsstrekkmålere
Vanligvis brukes 4 strekkmålere for å danne en full Wheatstone-bro.
Monteringsposisjoner:
● 2 målere montert på øverste overflate av bjelken (strekksonen).
● 2 målere montert på nedre overflate av bjelken (trykksonen).
● Alternativt kan de monteres nær nøytralaksen på siden av bjelken (skjærmodus), noe som gir bedre motstand mot laster som ikke virker i sentrum.
● Nominell motstand er vanligvis 350 Ω, selv om spesifikasjoner på 120 Ω og 700 Ω også finnes.
● Rutelengden er vanligvis mellom 1 mm og 6 mm, valgt ut fra bjelkens dimensjoner.
3. Kompensasjon og forsegling
Inneholder interne temperaturkompensasjonsmotstander (for nullkompensasjon og følsomhetskompensasjon).
Bruker sveisede eller limede tetninger, og oppnår beskyttelsesgrader IP67 eller IP68.
Kabelvalg: Direkte utgangskabel eller koblingskontakt (f.eks. M12-luftfartstilkobling).
Nøkkeltøykningsparametere
| Parameter |
Typisk verdi |
BESKRIVELSE |
| Kapasitet |
5 kg til 5 tonn |
Vanlige verdier: 100 kg, 500 kg, 1 tonn, 2 tonn |
| RATED OUTPUT |
2,0 ± 0,002 mV/V |
Utgangsfølsomhet ved full skala |
| Kombinert nøyaktighet |
Klasse C3 (±0,02 %) |
Tilgjengelig også i klassene C2, C4 og C5 |
| Innimpedans |
380 ± 10 Ω |
350 Ω strekkmåler + kompensasjonsmotstand |
| Utgangsimpedans |
350 ± 3 Ω |
|
| Ekstraspingespenning |
5–15 V likestrøm |
Anbefalt: 10 V |
| Isolasjonsmotstand |
≥ 5000 MΩ |
Ved 50 V likestrøm |
| Trygg overlast |
150% F.S. |
Maksimal belastning uten skade |
| Maksimal overlast |
200 % FS |
Kan føre til permanent deformasjon |
| Driftstemperatur |
–30 til +70 °C |
Kompensasjonsområde –10 til +40 °C |
| Krype |
±0,03 % av full skala per 30 minutter |
Utgangsdreining under konstant belastning |
| Nullpunktets temperaturkoeffisient |
±0,002 % av full skala per °C |
|
Monterings- og bruksanvisninger
Riktige installasjonsmetoder
Festepunktet må være stivt festet, og monteringsflaten må ha en planhet på maksimalt 0,05 mm.
Det må opprettholdes punktkontakt eller linjekontakt mellom lasthodet og det veide objektet for å unngå tverkrefter.
Kabler må festes og føres korrekt for å unngå signalmessig forstyrrelse forårsaket av svinging.
Når flere sensorer brukes parallelt (f.eks. en plattformvekt med fire hjørner), er det avgjørende å sikre jevn lastfordeling over alle sensorer.
Vanlige feilkilder
● Feil ved last plassert utenfor sentrum: Laster som avviker fra lastepunktet introduserer ekstra bøyemomenter, noe som fører til avvik i målingene.
● Sidekraft / torsjon: Utbrettede bjelker er følsomme for sidekrefter; feil montering kan føre til nullpunktforskyvning.
● Temperaturvirkninger: Endringer i omgivelsestemperaturen fører til forskyvning av nullpunkt og følsomhet.
● Krypning: Sakte utgangsforandringer under langvarige fulllastforhold.
● Mekanisk vibrasjon: Støtdempere eller digital filtrering kreves i dynamiske miljøer.
Sammenligning med andre lastceller
| Type |
Kapasitetsområde |
Nøyaktighet |
Mot sentrisk belastning |
Kostnad |
Typiske anvendelser |
| Utkraget bjelke |
Lav-Middels |
Høy |
Gjennomsnitt |
Lav |
Plattformvekter, beholdere |
| Spektype |
Middels-Høy |
Høy |
God |
Medium |
Testmaskiner, presse |
| Søyletype |
Høy |
Medium |
Dei fattige |
Medium |
Lastebilvekter, siloer |
| S-form (trekk/kompresjon) |
Lav-Middels |
Høy |
Gjennomsnitt |
Lav |
Kranvekter, krafttesting |
| Enkelpunkt (parallellbjelke) |
Lav |
Høy |
God |
Lav |
Elektroniske vekter, tellervekter |
Praktisk anvendelseseksempel: Liten plattformvekt
En plattformvekt på 1 ton bruker vanligvis 4 utkragende bjelkelastceller plassert i de fire hjørnene:
Kapasitet per sensor: 500 kg hver (4 × 500 kg = 2 t totalt, med 50 % sikkerhetsmargin).
● De 4 sensorene er koblet parallelt, med signaler som samles i en forbindelsesboks.
● Innstillbare potensiometre i forbindelsesboksen brukes til korrigering av hjørnefeil.
● Utgangen føres til en veieindikator, som viser vekten etter A/D-konvertering og kalibrering.
Kalibreringsprosess: Nullstilling uten last → Legg på standard prøvevekter → Skriv inn vekten → Veieindikatoren beregner automatisk kalibreringskoeffisienten.
EN
