Ansichten: 222 Autor: Tina Veröffentlichung Zeit: 2024-11-11 Ursprung: Website
Inhaltsmenü
● Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Erstellen einer Lastzelle
>> Schritt 1: Vorbereitung des Metallblocks
>> Schritt 2: Anbringen der Dehnungsmessgeräte
>> Schritt 3: Verkabelung der Dehnungsmessgeräte
>> Schritt 4: Einrichten der Signalkonditionierungsschaltung einrichten
>> Schritt 6: Testen der Lastzelle
>> Vorteile der Verwendung von Lastzellen
>> Herausforderungen im Lastzellendesign
>> 2. Wie funktioniert eine Dehnungsmesselastzelle?
>> 3. Welche Materialien werden benötigt, um eine Lastzelle zu bauen?
>> 4. Wie kalibriere ich eine Lastzelle?
>> 5. Was sind die üblichen Anwendungen von Lastzellen?
A Lastzelle ist eine entscheidende Komponente in verschiedenen Anwendungen, einschließlich Waagen, industrielle Automatisierung und Kraftmesssystemen. Es wandelt mechanische Kraft in ein elektrisches Signal um und ermöglicht genaue Messungen. In diesem Artikel werden wir den Prozess der Erstellung einer Lastzelle, den erforderlichen Materialien und den Prinzipien hinter ihrem Betrieb untersuchen. Wir werden auch Bilder und Videos enthalten, um die damit verbundenen Schritte zu veranschaulichen.
Bevor Sie in die Konstruktion einer Lastzelle eintauchen, ist es wichtig, seine grundlegenden Komponenten und die Funktionsweise zu verstehen. Eine Lastzelle besteht typischerweise aus einem Metallkörper, Dehnungsmessgeräten und einem Signalkonditionierungskreis. Der Metallkörper verformt sich unter Last und die Dehnungsmessgeräte messen diese Verformung und wandeln sie in ein elektrisches Signal um.
Es gibt verschiedene Arten von Lastzellen, darunter:
1. Dehnungsmesselastzellen: Der häufigste Typ unter Verwendung von Dehnungsmessgeräten zur Messung der Verformung.
2. Hydraulische Lastzellen: Verwenden Sie hydraulische Flüssigkeit, um die Kraft zu messen.
3.. Pneumatische Lastzellen: Verwenden Sie den Luftdruck, um das Gewicht zu messen.
4. Kapazitive Lastzellen: Messen Sie Änderungen der Kapazität aufgrund von Verformungen.
Für diesen Artikel konzentrieren wir uns auf den Aufbau einer Dehnungsmesserlastzelle, da sie am weitesten verbraucht und am einfachsten zu konstruieren ist.
Um eine Lastzelle zu erstellen, benötigen Sie die folgenden Materialien:
- Metallblock: Aluminium oder Stahl wird für seine Festigkeit und Haltbarkeit bevorzugt.
- Dehnungsmessgeräte: Diese sind in verschiedenen Konfigurationen erhältlich. Wählen Sie die für Ihre Bewerbung geeignete.
- Klebstoff: Ein starkes Epoxid- oder Cyanoacrylat -Kleber, um die Dehnungsmessgeräte am Metallblock zu befestigen.
- Drähte: Zum Anschließen der Dehnungsmessgeräte an den Signalkonditionierungskreis.
- Signalkonditionierungsschaltung: Dies kann eine einfache Verstärkerschaltung oder ein dedizierter Lastzellverstärker wie der HX711 sein.
- Stromversorgung: Eine stabile Stromquelle für die Schaltung.
- Multimeter: zum Testen und Kalibrieren.
Wählen Sie zunächst einen Metallblock aus, der als Basis für Ihre Lastzelle dient. Die Größe und Form hängt von Ihrer spezifischen Anwendung ab. Für die meisten Anwendungen ist ein rechteckiger Block mit etwa 5 cm x 10 cm x 2 cm ausreichend.
1. Schneiden Sie den Metallblock: Verwenden Sie bei Bedarf eine Säge, um den Metallblock auf die gewünschten Abmessungen zu schneiden.
2. Glätten Sie die Kanten: Verwenden Sie eine Datei oder ein Sandpapier, um etwaige raue Kanten zu glätten, um eine saubere Oberfläche für die Dehnungsmessgeräte zu gewährleisten.
Der nächste Schritt besteht darin, die Dehnungsmessgeräte am Metallblock zu befestigen. Dies ist ein kritischer Schritt, da die Genauigkeit der Lastzelle von der ordnungsgemäßen Platzierung der Dehnungsmessgeräte abhängt.
1. Reinigen Sie die Oberfläche: Verwenden Sie Isopropylalkohol, um den Bereich zu reinigen, in dem die Dehnungsmessgeräte befestigt werden. Dies sorgt für eine starke Bindung.
2. Positionieren Sie die Dehnungsmessgeräte: In Abhängigkeit von Ihrem Design müssen Sie möglicherweise mehrere Dehnungsmessgeräte platzieren. Eine häufige Konfiguration besteht darin, vier Messgeräte in einer Weizensteinbrückenanordnung zu verwenden.
3. Klebstoff auftragen: Tragen Sie sorgfältig eine dünne Klebstoffschicht auf die Rückseite jedes Dehnungsmessers auf und drücken Sie sie auf den Metallblock. Stellen Sie sicher, dass darunter keine Luftblasen gefangen sind.
V.
Sobald die Dehnungsmessgeräte sicher angebracht sind, besteht der nächste Schritt darin, sie mit dem Signalkonditionierungskreis zu verkabeln.
1. Identifizieren Sie die Drähte: Jede Dehnung hat zwei Drähte. Identifizieren Sie die positiven und negativen Leitungen für jede Anzeige.
2. Schließen Sie die Drähte an: Schließen Sie die Drähte mit Lot mit den Dehnungsmessgeräten an die Eingangsklemmen der Signalkonditionierungsschaltung an. Wenn Sie eine Weizensteinbrücke verwenden, befolgen Sie das entsprechende Schaltplan.
3. Isolieren Sie Anschlüsse: Verwenden Sie Wärmeschrumpfschläuche oder elektrisches Klebeband, um die Anschlüsse zu isolieren und Kurzstrecken zu vermeiden.
Der Signalkonditionierungskreis verstärkt die kleinen elektrischen Signale, die durch die Dehnungsmessgeräte erzeugt werden, und erleichtert das Lesen.
1. Wählen Sie einen Verstärker aus: Der HX711 ist eine beliebte Wahl für Lastzellanwendungen aufgrund seiner Benutzerfreundlichkeit und der integrierten Analog-Digital-Konvertierung.
2. Schließen Sie die Schaltung an: Befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers, um die Lastzelle mit dem HX711 zu verbinden. Normalerweise verbinden Sie die Ausgabe von den Dehnungsmessgeräten mit dem Eingang des HX711.
3. Schalten Sie die Schaltung an: Schließen Sie die Schaltung mit einer stabilen Stromversorgung an und stellen Sie sicher, dass die Spannung mit den Spezifikationen des HX711 übereinstimmt.
Die Kalibrierung ist wichtig, um sicherzustellen, dass Ihre Lastzelle genaue Messungen bietet.
1. Gewichte vorbereiten: Sammeln Sie eine Reihe von bekannten Gewichten zur Kalibrierung. Dies können Standardgewichte oder Haushaltsgegenstände mit bekannter Masse sein.
2. Nehmen Sie die Messwerte auf: Platzieren Sie die Gewichte in der Lastzelle und zeichnen Sie den Ausgang aus der Signalkonditionierungsschaltung auf.
3. Erstellen Sie eine Kalibrierungskurve: Zeichnen Sie die bekannten Gewichte gegen die Ausgangswerte, um eine Kalibrierungskurve zu erstellen. Auf diese Weise können Sie zukünftige Messwerte in genaue Gewichtsmessungen umwandeln.
Nach der Kalibrierung ist es Zeit, Ihre Lastzelle zu testen, um sicherzustellen, dass sie korrekt funktioniert.
1. Wenden Sie bekannte Gewichte an: Beginnen Sie mit kleinen Gewichten und erhöhen Sie die Last allmählich.
2. Überwachen Sie den Ausgang: Beobachten Sie den Ausgang vom Signalkonditionierungskreis. Es sollte eng mit den bekannten Gewichten entsprechen.
3. Anpassen der Kalibrierung: Wenn die Messwerte nicht genau sind, sollten Sie den Kalibrierungsprozess erneut besuchen und die erforderlichen Anpassungen vornehmen.
Lastzellen haben eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Branchen:
- Waage Skalen: In gewerblicher und industrieller Skalen zur genauen Gewichtsmessung verwendet.
- Kraftmessung: In Testmaschinen zur Messung von Zug- und Druckkräften verwendet.
- Automatisierte Systeme: In Robotersysteme für eine präzise Lastüberwachung integriert.
- Medizinprodukte: In Krankenhausausrüstung für die Überwachung der Patienten und die Medikamentenabgabe verwendet.
- Luft- und Raumfahrttests: Lastzellen werden in Luft- und Raumfahrtanwendungen verwendet, um Kräfte während der Tests von Komponenten und Systemen zu messen.
Lastzellen bieten mehrere Vorteile, die sie ideal für verschiedene Anwendungen machen:
1. Genauigkeit: Lastzellen können genaue Messungen liefern, wodurch sie für Anwendungen geeignet sind, bei denen die Genauigkeit kritisch ist.
2. Haltbarkeit: Lastzellen können aus robusten Materialien heftigen Umgebungen und schweren Belastungen standhalten.
3. Vielseitigkeit: Sie können in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, von industriellen Skalen bis hin zu medizinischen Geräten.
4. Integration einfache Integration: Lastzellen können leicht in vorhandene Systeme integriert werden, sodass nahtlose Upgrades auf Messfunktionen ermöglichen.
Während Lastzellen hochwirksam sind, gibt es Herausforderungen bei der Gestaltung und Implementierung:
1. Temperaturempfindlichkeit: Lastzellen können durch Temperaturänderungen beeinflusst werden, was zu Messfehlern führen kann. Es müssen ordnungsgemäße thermische Kompensationstechniken eingesetzt werden.
2. Mechanische Belastung: Überlastung einer Lastzelle kann dauerhafte Schäden verursachen. Es ist wichtig, eine Lastzelle mit geeigneter Kapazität für die beabsichtigte Anwendung auszuwählen.
3. Kalibrierungskomplexität: Eine genaue Kalibrierung ist für zuverlässige Messungen von entscheidender Bedeutung und kann ein komplexer Prozess sein, der sorgfältige Liebe zum Detail erfordert.
Das Aufbau einer Lastzelle ist ein lohnendes Projekt, das Prinzipien der Mechanik und der Elektronik kombiniert. Wenn Sie die in diesem Artikel beschriebenen Schritte befolgen, können Sie eine funktionale Lastzelle erstellen, die für verschiedene Anwendungen geeignet ist. Denken Sie daran, den Kalibrierungsprozess genau zu beachten, da es entscheidend ist, um genaue Messungen zu gewährleisten. Mit den richtigen Materialien und sorgfältigen Konstruktionen können Sie erfolgreich eine Lastzelle erstellen, die Ihren Anforderungen entspricht.
Eine Lastzelle ist ein Wandler, der die mechanische Kraft in ein elektrisches Signal umwandelt. Es wird üblicherweise für Waage Skalen und Kraftmessanwendungen verwendet.
Eine Dehnungsmesserlastzelle bewirkt die Verformung eines Metallkörpers unter Last. An dem Metallkörper befestigte Dehnungsmessgeräte verändern ihren Widerstand, wenn sie gedehnt oder komprimiert werden, und diese Änderung wird in ein elektrisches Signal umgewandelt.
Um eine Lastzelle zu bauen, benötigen Sie einen Metallblock, Dehnungsmessgeräte, Klebstoff, Drähte, eine Signalkonditionierungsschaltung, eine Stromversorgung und einen Multimeter.
Um eine Lastzelle zu kalibrieren, müssen Sie bekannte Gewichte anwenden, den Ausgang aus der Signalkonditionierungsschaltung aufzeichnen und eine Kalibrierungskurve erstellen, um die Gewichte mit den Ausgangsmessungen zu korrelieren.
Lastzellen werden in verschiedenen Anwendungen verwendet, einschließlich Waagen, Kraftmesssystemen, automatisierten Systemen, medizinischen Geräten und Luft- und Raumfahrttests.
