Čo je konzolový vážiaci snímač

Základný štruktúrny rozbor

Tenzometrický snímač s konzolovým nosníkom je v podstate pružný kovový nosník upepnený na jednom konci a voľný na druhom. Skladá sa hlavne z nasledujúcich komponentov:

1. Pružné teleso (citlivý nosník)

● Materiál: Bežne sa používa zliatina ocele 40CrNiMoA alebo nehrdzavejúca oceľ 17-4PH, ktoré ponúkajú vynikajúcu pružnosť a odolnosť voči únavovému poškodeniu.

● Tvar: Obdĺžnikový blok alebo stupňovitý nosník s premenným prierezom, zvyčajne s dĺžkou od 50 do 300 mm.

● Kľúčový návrh: Stredná časť nosníka zvyčajne obsahuje zúženú oblasť (deformačnú zónu), aby sa sústredilo deformovanie a tým sa zvýšila citlivosť.

● Upevnený koniec: Tuho pripevnený k základni pomocou 2 až 4 skrutiek.

● Koniec zaťažovania: Má zaťažovaciu hlavu (oceľovú guľu alebo tlakovú hlavu) na vrchu, prostredníctvom ktorej sa zaťaženie pôsobí vertikálne na koniec nosníka.

2. Tenzometrické odporové meracie prúžky

Zvyčajne sa používajú 4 tenzometrické prúžky na vytvorenie úplného Wheatstoneovho mostíka.

Polohy montáže:

● 2 prúžky namontované na hornej ploche nosníka (tiahlová zóna).

● 2 prúžky namontované na dolnej ploche nosníka (tlaková zóna).

● Prípadne sa môžu namontovať v blízkosti neutrálnej osi na strane nosníka (režim strihu), čo poskytuje vyššiu odolnosť voči excentrickým zaťaženiam.

● Nominálny odpor je zvyčajne 350 Ω, hoci sú dostupné aj špecifikácie 120 Ω a 700 Ω.

● Dĺžka mriežky je zvyčajne medzi 1 mm a 6 mm a vyberá sa podľa rozmerov nosníka.

3. Kompenzácia a tesnenie

Obsahuje vnútorné teplotné kompenzačné odpory (pre nulovú kompenzáciu a kompenzáciu citlivosti).

Využíva zvárané alebo lepiace tesnenie, čím dosahuje ochranné triedy IP67 alebo IP68.

Možnosti kábla: Priamo vychádzajúci kábel alebo konektor (napr. lietadlový zásuvný spoj M12).

Kľúčové technické parametre

Pokyny pre inštaláciu a používanie

Správne metódy inštalácie

Pevný koniec musí byť pevne upevnený a rovnosť montážnej plochy nesmie presiahnuť 0,05 mm.

Medzi závažovou hlavicou a váženým predmetom sa musí udržiavať bodový alebo čiarový kontakt, aby sa zabránilo bočným silám.

Káble je potrebné správne upevniť a viesť tak, aby sa zabránilo rušeniu signálov spôsobenému kývaním.

Ak sa používa viacero snímačov súbežne (napr. platformová váha so štyrmi rohmi), je nevyhnutné zabezpečiť rovnaké rozloženie zaťaženia na všetkých snímačoch.

Bežné príčiny chýb

● Chyba vycentrovaného zaťaženia: Zaťaženie mimo určeného bodu zaťaženia spôsobuje dodatočné ohybové momenty, čo vedie k odchýlkam v odčítaní.

● Bočná sila / krútiaci moment: Konzolové nosníky sú citlivé na bočné sily; nesprávna inštalácia môže spôsobiť posun nulovej hodnoty.

● Teplotné vplyvy: Zmeny okolitej teploty spôsobujú posun nulovej hodnoty aj citlivosti.

● Creep: Pomalé zmeny výstupu za podmienok dlhodobého plného zaťaženia.

● Mechanické vibrovanie: V dynamických prostrediach sa vyžadujú tlmiče nárazov alebo digitálne filtrovanie.

Porovnanie s inými snímačmi zaťaženia

Príklad praktického použitia: malá plošinová váha

Plošinová váha s nosnosťou 1 tony zvyčajne využíva 4 tenzometrické snímače typu konzola umiestnené v štyroch rohoch:

Nosnosť na jeden snímač: 500 kg každý (4 × 500 kg = 2 t celkovo, čo poskytuje bezpečnostnú rezervu 50 %).

● 4 snímače sú zapojené paralelne, signály sa zosústreďujú do rozvádzača.

● Vnútri rozvádzača sa na korekciu chýb v rohoch používajú nastaviteľné potenciometre.

● Výstup je privádzaný do váhového indikátora, ktorý zobrazuje hmotnosť po A/D prevode a kalibrácii.

Kalibračný proces: Nulovanie pri žiadnej zaťaženosti → Použite štandardné skúšobné závažia → Zadajte hodnotu hmotnosti → Indikátor automaticky vypočíta kalibračný koeficient.