Kaj je tehtalni senzor z konzolno gredjo

Osnovni strukturni razcep

Nosilec z konzolno oporo je v bistvu elastična kovinska gred, ki je na enem koncu pritrjena, na drugem pa prosta. Sestavljen je predvsem iz naslednjih komponent:

1. Elastično telo (občutljiva gred)

● Material: Pogosto iz jeklene zlitine 40CrNiMoA ali nerjavnega jekla 17-4PH, ki ponuja odlično elastičnost in odpornost proti utrujanju.

● Oblika: Pravokotna plošča ali stopničasta gred z variabilnim presekom, običajno dolga od 50 do 300 mm.

● Ključna konstrukcija: Srednji del grede običajno vsebuje tanjšano območje (območje deformacije), da se osredotoči deformacija in s tem izboljša občutljivost.

● Fiksni konec: Trdno pritrjen na podstavek z 2 do 4 vijaki.

● Konec za obremenitev: Na vrhu ima glavo za obremenitev (jeklena krogla ali pritiskalna glava), prek katere se obremenitev navpično prenese na konec grede.

2. Merilni uporniški senzorji

Navadno se za sestavo polnega mostička Wheatstone uporabijo 4 uporniški senzorji.

Mesta namestitve:

● 2 senzorja na zgornji površini nosilca (območje natezanja).

● 2 senzorja na spodnji površini nosilca (območje stiskanja).

● Kot alternativa jih je mogoče namestiti v bližini nevtralne osi na strani nosilca (način strižnega obremenitve), kar zagotavlja večjo odpornost proti izsrednim obremenitvam.

● Nominálna upornost je običajno 350 Ω, vendar so na voljo tudi izvedbe z 120 Ω in 700 Ω.

● Dolžina rešetke je navadno med 1 mm in 6 mm in se izbere glede na mere nosilca.

3. Kompenzacija in tesnjenje

Vsebuje notranje temperaturne kompenzacijske upornike (za ničelno kompenzacijo in kompenzacijo občutljivosti).

Uporablja zvarjeno ali lepilno tesnjenje, kar omogoča zaščitne razrede IP67 ali IP68.

Možnosti kabla: Kabel z neposrednim izhodom ali priključek (npr. letalski priključek M12).

Ključni tehnični parametri

Navodila za namestitev in uporabo

Pravilne metode namestitve

Nepremični konec je treba trdno pritrditi; ravnost montažne površine naj bo ≤ 0,05 mm.

Med obremenitveno glavo in tehtanim predmetom je treba ohraniti točkovni ali črtni stik, da se preprečijo stranske sile.

Kable je treba ustrezno pritrditi in voditi tako, da se prepreči motnja signala zaradi njihovega nihanja.

Pri vzporedni uporabi več senzorjev (npr. pri platformski tehtnici z 4 koti) je ključno zagotoviti enakomerno razporeditev obremenitve na vse senzorje.

Pogosti viri napak

● Napaka zaradi obremenitve izven središča: Obremenitve, ki se odmikajo od točke obremenitve, povzročajo dodatne upogibne momente in s tem odstopanja pri odčitkih.

● Stranska sila / torzija: Konzolni nosilci so občutljivi na stranske sile; nepravilna namestitev lahko povzroči odmik ničle.

● Temperaturni učinki: Spremembe okoljske temperature povzročajo odmik ničle in občutljivosti.

● Creep (počasno deformiranje): Počasne spremembe izhodnega signala pri dolgotrajni polni obremenitvi.

● Mehanska vibracija: V dinamičnih okoljih so potrebni amortizerji ali digitalno filtriranje.

Primerjava z drugimi senzorji za merjenje sile

Primer praktične uporabe: majhna platforma za tehtanje

Platforma za tehtanje z nosilnostjo 1 tono običajno uporablja 4 obremenitvena senzorja s konzolno gredjo, razporejena v štirih kotih:

Nosilnost na senzor: 500 kg vsak (4 × 500 kg = 2 t skupaj, kar pusti 50 % varnostni faktor).

● Štirje senzorji so priključeni vzporedno, signali pa se združijo v razdelilni ohišji.

● V razdelilnem ohišju so nastavljivi potenciometri za popravek napak v kotih.

● Izhod se pošlje v indikator za tehtanje, ki prikaže težo po A/D pretvorbi in kalibraciji.

Postopek kalibracije: Nastavitev ničle brez obremenitve → namestite standardne preskusne uteži → vnesite vrednost teže → indikator samodejno izračuna kalibracijski koeficient.