Що таке ваговий датчик типу консольна балка

Основна структурна розбивка

Тензометрична консольна балка — це, по суті, пружна металева балка, закріплена з одного кінця й вільна з іншого. Вона складається з таких основних компонентів:

1. Пружне тіло (чутлива балка)

● Матеріал: Зазвичай виготовляється зі сплаву сталі 40CrNiMoA або нержавіючої сталі 17-4PH, що забезпечує відмінну пружність і стійкість до втоми.

● Форма: Прямокутний блок або ступінчаста балка зі змінним поперечним перерізом, загальна довжина зазвичай становить від 50 до 300 мм.

● Основний елемент конструкції: Середня частина балки зазвичай має утонену ділянку (зону деформації), щоб зосередити деформацію й таким чином підвищити чутливість.

● Фіксований кінець: Жорстко кріпиться до основи за допомогою 2–4 болтів.

● Кінець навантаження: Зверху має навантажувальну головку (сталеву кульку або прес-головку), через яку навантаження прикладається вертикально до кінця балки.

2. Тензометри опору

Зазвичай використовують 4 тензометричні датчики для утворення повного моста Уітстона.

Позиції встановлення:

● 2 датчики встановлено на верхній поверхні балки (зона розтягу).

● 2 датчики встановлено на нижній поверхні балки (зона стиснення).

● Альтернативно їх можна встановити поблизу нейтральної осі на бічній поверхні балки (режим зсуву), що забезпечує підвищену стійкість до ексцентриситетних навантажень.

● Номінальний опір зазвичай становить 350 Ом, хоча також доступні варіанти з опором 120 Ом і 700 Ом.

● Довжина решітки зазвичай становить від 1 мм до 6 мм і вибирається залежно від розмірів балки.

3. Компенсація та герметизація

Містить внутрішні резистори температурної компенсації (для компенсації нуля та чутливості).

Використовує зварну або клеєву герметизацію, що забезпечує ступінь захисту IP67 або IP68.

Опції кабеля: Кабель або роз’єм з прямим виходом (наприклад, авіаційний роз’єм M12).

Ключові технічні параметри

Рекомендації щодо встановлення та експлуатації

Правильні методи встановлення

Нерухомий кінець має бути жорстко закріплений; плоскість монтажної поверхні має бути не гіршою за 0,05 мм.

Між навантажувальним елементом і зважуваним об’єктом має бути забезпечений точковий або лінійний контакт, щоб уникнути поперечних сил.

Кабелі мають бути надійно закріплені та прокладені так, щоб коливання не викликали перешкод у сигналах.

При паралельному використанні кількох датчиків (наприклад, у чотирикутній платформі) обов’язково забезпечити рівномірний розподіл навантаження між усіма датчиками.

Поширені джерела похибок

● Похибка через ексцентриситет навантаження: Навантаження, що відхиляються від точки навантаження, створюють додаткові згинальні моменти, що призводять до відхилень показань.

● Бічна сила / крутний момент: Консольні балки чутливі до бічних сил; неправильна установка може спричинити зсув нуля.

● Вплив температури: Зміни температури навколишнього середовища призводять до зсуву нуля та чутливості.

● Повзучість: Повільні зміни вихідного сигналу за тривалого перебування під повним навантаженням.

● Механічні вібрації: У динамічних умовах потрібні амортизатори або цифрове фільтрування.

Порівняння з іншими датчиками навантаження

Приклад практичного застосування: мала платформа

Платформа вагою 1 тонна зазвичай використовує 4 тензометричні датчики консольної балки, розміщені по чотирьох кутах:

Місткість на один датчик: по 500 кг (4 × 500 кг = 2 т загалом, з 50-відсотковим запасом міцності).

● 4 датчики підключені паралельно, сигнали з яких збираються в розподільній коробці.

● Усередині розподільної коробки встановлено регульовані потенціометри для корекції похибок у кутах.

● Вихідний сигнал надходить на індикатор ваги, який відображає масу після А/Ц перетворення й калібрування.

Процес калібрування: Встановлення нуля без навантаження → застосування стандартних контрольних вантажів → введення значення маси → індикатор автоматично обчислює коефіцієнт калібрування.