Практическое руководство по тензодатчикам: выбор, принцип работы, установка и калибровка

К /

В современную эпоху промышленная автоматизация и точность измерения, тензодатчик Является одним из важнейших компонентов. Выступая в роли моста между физическим и цифровым мирами, тензодатчик преобразует даже самые незначительные механические воздействия в электрические сигналы, которые можно обрабатывать, анализировать и отображать. В этом подробном руководстве мы рассмотрим как работает тензодатчик, различные доступные типы, критерии выбора, монтаж тензодатчика, калибровка тензодатчика, соображения точности, цены и лучшие практики для долгосрочного использования.

Как работает тензодатчик?

The принцип работы тензодатчика в своей основе базируется на технология тензодатчиковКогда к датчику нагрузки прикладывается сила или вес, его упругий элемент (обычно алюминиевый сплав, нержавеющая сталь или легированная сталь) подвергается незначительной деформации. Тензодатчики, представляющие собой прецизионные резисторы, прикреплённые к эластичному телу, деформируются одновременно. Это приводит к изменению их сопротивления пропорционально приложенной силе.

Тензометры обычно конфигурируются в Схема моста Уитстона, что позволяет точно определять изменения сопротивления. Результатом является незначительное изменение выходного электрического напряжения, выражаемое в милливольтах на вольт (мВ/В). Этот сигнал затем усиливается и преобразуется в цифровой формат для обработки весовыми индикаторами, ПЛК или контроллерами.

Ключевые концепции:

  • Эластичный элемент: Основная часть тензодатчика, воспринимающая прилагаемую нагрузку.
  • Тензометры: Чувствительные резисторы, преобразующие деформацию в изменения сопротивления.
  • Мост Уитстона: Схема, преобразующая изменение сопротивления в измеряемое напряжение.
  • Выходной сигнал: Электрический сигнал, пропорциональный приложенной нагрузке.

Объяснение схемы тензодатчика

Хотя существует множество типов тензодатчиков, их внутренняя структура имеет общие элементы. Ниже представлена упрощённая схема. диаграмма тензодатчика:

Диаграмма тензодатчика(1)

На практике:

  • В точке ввода нагрузки прикладывается сила.
  • Упругое тело деформируется, и тензодатчики регистрируют эту деформацию.
  • Мост Уитстона вырабатывает пропорциональное напряжение.
  • Выходные данные обрабатываются и отображаются в виде веса.

Будь то одноточечный тензодатчик, S-тип, или компрессионная колонная ячейка, этот принцип остается универсальным.

Типы тензодатчиков

Выбор правильного типа тензодатчика имеет решающее значение для точного измерения:

  • Одноточечный тензодатчик: Идеально подходит для небольших платформ, торговых весов и контрольных весов.
  • Датчик нагрузки S-типа: Измеряет как растяжение, так и сжатие, широко используется в бункерных и крановых весах.
  • Датчик нагрузки на сдвиговую балку / консольную балку: Подходит для резервуаров, силосов и конвейерных весов.
  • Компрессионная колонна / тип спицы: Разработаны для тяжелых условий эксплуатации, например, для автомобильных и железнодорожных весов.
  • Гидравлические и пневматические тензодатчики: Используется в случаях, когда электрические помехи представляют проблему.

Критерии выбора тензодатчика

При выборе датчик веса тензодатчик, рассмотрите следующие факторы:

  1. Вместимость (диапазон)

    • Максимальную нагрузку следует сопоставлять с дополнительным запасом прочности (обычно 120–150%).

    • Для многоэлементных систем (например, 4 тензодатчика под платформой) разделите общую грузоподъемность соответствующим образом.

  2. Точность тензодатчика

    • Классифицировано по стандартам OIML или NTEP (C1, C3, C5 и т. д.).

    • Тензодатчики C3 являются наиболее распространенными и обеспечивают точность ±0,02%.

  3. Условия окружающей среды

    • Степень защиты от пыли и брызг IP65/IP67.

    • Степень защиты IP68/IP69K для условий подводной и влажной среды.

  4. Материал

  • Алюминий: экономичный, подходит для легких грузов.
  • Нержавеющая сталь: устойчива к коррозии, идеально подходит для суровых условий.

  1. Выходной сигнал и совместимость

  • Аналоговый (мВ/В) для стандартного взвешивания.
  • Цифровые тензодатчики (RS485, CAN-шина) для расширенной интеграции.

  1. Особенности применения

  • Устойчивость к ударным нагрузкам при динамическом взвешивании.
  • Сертификация по взрывобезопасности для опасных зон.

Рекомендации по монтажу тензодатчиков

Неправильный монтаж тензодатчика — основная причина неточности и преждевременных отказов. Следуйте этим рекомендациям:

  • Жесткая, плоская поверхность: Убедитесь, что поверхность для монтажа устойчивая и ровная.

  • Затяжка болтов: Во избежание деформации используйте момент затяжки, рекомендованный производителем.

  • Выравнивание: Нагрузка должна быть приложена централизованно; избегайте эксцентричной нагрузки.

  • Устройства, препятствующие вращению: Предотвращает нежелательное скручивание (важно для клеток S-типа).

  • Изоляция: Минимизируйте воздействие боковых сил, вибрации и теплового расширения.

  • Герметизация окружающей среды: Используйте защитные чехлы во влажных или коррозионных условиях.

Для систем взвешивания в силосах или резервуарах используйте монтажные комплекты с кнопки загрузки, качающиеся штифты или самовыравнивающиеся основания для обеспечения правильной передачи нагрузки.

Руководство по калибровке тензодатчиков

Калибровка тензодатчика Это критически важно для точности. Оно гарантирует, что выходной электрический сигнал точно соответствует приложенному весу.

Шаги калибровки:

  1. Калибровка нуля

    • Снимите все нагрузки и установите систему на ноль.

  2. Калибровка диапазона

    • Применяйте известный вес (желательно близкий к максимально допустимому).

    • Отрегулируйте систему так, чтобы выходной сигнал соответствовал приложенной нагрузке.

  3. Многоточечная калибровка

    • Для высокоточных применений выполните калибровку на нескольких уровнях веса.

  4. Регулировка углов (четырехсекционные платформы)

    • Поместите грузики на каждый угол, чтобы проверить равномерность.

    • Отрегулируйте прокладки или используйте электронную коррекцию углов.

Совет от профессионала: Всегда используйте сертифицированные гири и периодически повторяйте калибровку. Повторная калибровка обязательна после ремонта, переезда или изменения конструкции.

Калибровка тензодатчика

Точность и производительность тензодатчиков

The точность тензодатчика зависит от нескольких параметров:

  • Слизняк: Дрейф под постоянной нагрузкой.
  • Линейность: Отклонение в диапазоне нагрузок.
  • Гистерезис: Разница в показаниях при загрузке и разгрузке.
  • Температурная компенсация: Стабильность при колебаниях температуры.

Для коммерческого применения тензодатчики должны соответствовать международным требованиям сертификации (OIML, NTEP и т. д.).

Цена на тензодатчик: чего ожидать

The цена тензодатчика варьируется в зависимости от:

  • Тип и емкость: 10-килограммовая одноточечная ячейка может стоить $18–50, тогда как 50-тонная компрессионная ячейка может стоить более $1,000.
  • Класс точности: Более высокая точность (C5, C6) значительно увеличивает стоимость.
  • Материал и герметизация: Герметичные тензодатчики из нержавеющей стали стоят дороже.
  • Бренд и сертификация: Известные бренды, имеющие одобрения NTEP/OIML, устанавливают премиальные цены.

Для большинства промышленных применений, Тензодатчики из нержавеющей стали класса C3 предлагают наилучшее соотношение точности, долговечности и цены.

Техническое обслуживание и долгосрочное использование

Для максимизации производительности и срока службы:

  • Избегайте перегрузок и механических ударов.
  • Держите тензодатчики чистыми и сухими.
  • Регулярно проверяйте проводку, чтобы предотвратить проблемы с сигналом.
  • Защита от электромагнитных помех (ЭМП).
  • Запланируйте периодическую повторную калибровку.

Заключение

The датчик тензодатчика Незаменим для современных систем взвешивания, обеспечивая непревзойденную точность, надежность и универсальность в различных отраслях промышленности: от пищевой до аэрокосмической. Понимая принцип работы тензодатчика, выбрав правильную модель, следуя правильному монтаж тензодатчика практики и выполнение точных калибровка тензодатчика, предприятия могут обеспечить оптимальную производительность и долгосрочную стабильность.

Независимо от того, являетесь ли вы инженером, проектирующим систему взвешивания, или руководителем завода, обслуживающим оборудование, это руководство даст вам знания для принятия обоснованных решений о тензодатчики.

ru_RURussian
en_USEnglish pt_BRPortuguese es_ESSpanish arArabic tr_TRTurkish hi_INHindi viVietnamese ru_RURussian
Прокрутить наверх