Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Тензодатчик — это преобразователь, который преобразует силу в измеряемый электрический сигнал. Хотя существует множество разновидностей датчиков силы, тензометрические датчики нагрузки являются наиболее распространенными, и, за исключением некоторых лабораторных применений, где все еще используются прецизионные механические весы, тензодатчики доминируют в индустрии взвешивания. Пневматические тензодатчики иногда используются там, где необходимы безопасность и гигиеничность, а гидравлические тензодатчики применяются в удаленных местах, поскольку они не требуют источника питания. Тензометрические датчики силы, сжатия и растяжения обеспечивают точность в пределах от 0,03% до 0,25% полной шкалы и подходят практически для всех промышленных применений.
Содержание
Тензодатчик работает, преобразуя механическую силу в цифровые значения, которые пользователь может считывать и записывать. Внутренний принцип работы тензодатчика зависит от выбранного вами тензодатчика — например, существуют гидравлические, пневматические и тензометрические датчики. Благодаря широкому спектру функций и возможностей тензометрические датчики нагрузки являются наиболее распространенными среди трех типов, особенно для взвешивания — промышленных, медицинских и даже торговых весов. Тензодатчики содержат внутри себя тензорезисторы, которые при нагрузке выдают неравномерное напряжение. Степень изменения напряжения отражается в цифровых показаниях в виде веса.
Тензодатчик измеряет механическую силу, в основном вес объектов. Сегодня почти все электронные весы используют тензодатчики благодаря точности, с которой они могут измерять вес. Тензодатчики находят свое применение в самых разных областях, где требуется точность и аккуратность. Существуют различные классы тензодатчиков (класс A, класс B, класс C и класс D), и с каждым классом меняется как точность, так и мощность.
Тензодатчики стали первым серьезным изменением в технологии взвешивания. На современных перерабатывающих предприятиях в большинстве случаев предпочтение отдается электронным датчикам силы. Типы тензодатчиков различают по типу генерируемого выходного сигнала (пневматические, гидравлические, электрические) или по способу определения веса (изгиб, сдвиг, сжатие, растяжение и т. д.).
Гидравлические тензодатчики — это силовые балансировочные устройства, измеряющие вес как изменение давления внутренней заполняющей жидкости. В гидравлических датчиках силы типа «катящаяся диафрагма» нагрузка или сила, действующая на нагрузочную головку, передается на поршень, который, в свою очередь, сжимает заполняющую жидкость, заключенную в эластомерную мембранную камеру.
При увеличении усилия давление гидравлической жидкости возрастает. Это давление может быть локально показано или передано для дистанционной индикации или управления. Производительность линейна и относительно не зависит от количества заполняющей жидкости или ее температуры.
При правильной установке и калибровке тензодатчиков точность может быть в пределах 0,25% от полной шкалы или выше, что приемлемо для большинства технологических задач взвешивания. Поскольку этот датчик не имеет электрических компонентов, он идеально подходит для использования во взрывоопасных зонах.
Типичные применения гидравлического датчика нагрузки включают взвешивание резервуаров, бункеров и бункеров. Для достижения максимальной точности вес резервуара следует определять, размещая по одному датчику силы в каждой точке опоры и суммируя их выходные сигналы.
Пневматические тензодатчики также работают по принципу уравновешивания силы. В этих устройствах используется несколько камер демпфера, что обеспечивает более высокую точность, чем у гидравлических тензодатчиков. В некоторых конструкциях первая камера демпфера используется в качестве камеры собственного веса.
Пневматические тензодатчики часто используются для измерения относительно небольших весов в отраслях, где чистота и безопасность имеют первостепенное значение. Миниатюрный тензодатчик высокой емкости
К преимуществам этого типа тензодатчиков относится их взрывобезопасность и нечувствительность к перепадам температур. Кроме того, они не содержат жидкостей, которые могут загрязнить процесс в случае разрыва мембраны. К недостаткам относятся относительно низкая скорость срабатывания и необходимость использования чистого, сухого, регулируемого воздуха или азота.
Тензометрические датчики — это тип тензодатчиков, в которых тензометрический узел размещен внутри корпуса тензодатчика для преобразования действующей на него нагрузки в электрические сигналы. Для измерения деформации тензодатчики этого типа должны быть подключены к электрической цепи, способной измерять мельчайшие изменения сопротивления, соответствующие деформации. В тензометрических датчиках обычно используются четыре тензометрических элемента, электрически соединенных в цепь моста Витстоуна (рис. 1).
Вес тензодатчика измеряется по колебаниям напряжения, возникающим на тензодатчике при его деформации.
Сами датчики приклеиваются к балке или элементу конструкции, который деформируется при приложении веса. Современные тензодатчики имеют 4 тензодатчика, что повышает точность измерений. Два датчика обычно работают на растяжение, а два — на сжатие, и к ним подключены компенсационные регулировки.
Когда нагрузка на тензодатчик отсутствует, сопротивление каждого тензодатчика будет одинаковым. Однако под нагрузкой сопротивление тензодатчика изменяется, что приводит к изменению выходного напряжения. Изменение выходного напряжения измеряется и преобразуется в читаемые значения с помощью цифрового измерительного прибора.
Пьезорезистивные датчики силы генерируют выходной сигнал высокого уровня, что делает их идеальными для простых систем взвешивания, поскольку они могут быть подключены непосредственно к считывающему устройству. Однако доступность недорогих линейных усилителей уменьшила это преимущество. Дополнительным недостатком пьезорезистивных устройств является их нелинейный выход.
Оба этих устройства реагируют на пропорциональное весу перемещение ферромагнитного сердечника. Один из них изменяет индуктивность соленоидной катушки за счет перемещения ее железного сердечника; другой изменяет сопротивление очень маленького воздушного зазора.
Работа этого датчика силы основана на изменении проницаемости ферромагнитных материалов под действием напряжения. Он построен из стопки слоев, образующих несущую колонну вокруг набора первичных и вторичных обмоток трансформатора. При приложении силы напряжения вызывают искажения в структуре потока, генерируя выходной сигнал, пропорциональный приложенной нагрузке.
Это надежный датчик, который по-прежнему используется для измерения силы и веса на прокатных и полосовых станах.
Тензодатчики стали первым серьезным изменением в технологии взвешивания. На современных перерабатывающих предприятиях в большинстве случаев предпочтение отдается электронным датчикам силы, хотя механические рычажные весы по-прежнему используются, если работа осуществляется вручную и обслуживающий персонал предпочитает их простоту.
