Näkymät: 217 Tekijä: Tina Julkaisuaika: 2024-10-22 Alkuperä: Paikka
Sisältövalikko
● Esittely
● Kuormitussolujen ymmärtäminen
● Kuormitussolujen toiminnan perusperiaatteet
>> Vaihe 1: Määritä kuormitussolun herkkyys
>> Vaihe 2: Laske täysimittainen lähtö
>> Vaihe 3: Mittaa todellinen lähtöjännite
>> 4. Epälineaarisuuden korjaus
>> 1. Digitaalisen signaalinkäsittely (DSP)
>> 3. Dynaaminen voiman mittaus
● Yleisten kysymysten vianmääritys
>> Q1: Mitä eroa on kuormitussolun ja voiman anturin välillä?
>> Q2: Kuinka usein minun pitäisi kalibroida kuormakennoni?
>> Q3: Voinko käyttää kuormitussolua dynaamisten voimien mittaamiseen?
>> Q4: Kuinka voin valita oikean kapasiteetin kuormitussolun sovellukselleni?
>> Q5: Mitkä ovat yleiset virhelähteet kuormitussolujen mittauksissa?
Kuormitussolut ovat välttämättömiä komponentteja eri toimialoilla, valmistuksesta ilmailu- ja avaruustyöhön, sillä on tärkeä rooli voimien ja painojen mittaamisessa ja seurannassa. Yksi yleisimmistä kysymyksistä, jotka nousevat esiin kuormitussolujen kanssa työskennellessä, on kuinka muuntaa jännitteen lähtö merkitykselliseksi voiman mittaukseksi. Tämä kattava opas opastaa sinut muuntamisprosessin läpi Lataus solujännite pakotettavaksi, peittäen kaiken peruskonsepteista edistyneisiin tekniikoihin.
Ennen sukellusta muuntamisprosessiin on välttämätöntä ymmärtää, mitkä kuormitussolut ovat ja miten ne toimivat. Kuormitussolut ovat muuntimia, jotka muuttavat mekaanisen voiman sähköiseksi signaaliksi. He tyypillisesti käyttävät venymämittareita rakenteellisen jäsenen muodonmuutoksen mittaamiseen käytetyn voiman alla. Lataussolut ovat erityyppisiä, mukaan lukien:
1. Kantamittarikuormitussolut
14. Hydrauliset kuormitussolut
3. Pneumaattiset kuormitussolut
4. kapasitiiviset kuormitussolut
Näiden joukossa venymämittarin kuormitussolut ovat yleisimpiä niiden tarkkuuden, luotettavuuden ja kustannustehokkuuden vuoksi.
Kantamittarikuormituskennot toimivat sähkövastuksen muutoksen periaatteessa vasteena sovelletulle voimalle. Kun voima kohdistetaan kuormituskennoon, se aiheuttaa pienen muodonmuutoksen rakenteellisessa jäsenessä. Tämä muodonmuutos mitataan venymämittarilla, jotka on tyypillisesti järjestetty Wheatstone -siltakokoonpanoon.
Wheatstone -silta muuntaa vastusmuutokset mitattavissa olevaan jännitesäyttöön. Tämä lähtöjännite on verrannollinen sovellettuun voimaan, muodostaen perustan muuntoprosessillemme.
Jotta voit muuntaa kuormitussolun jännitteen voimaan, sinun on ymmärrettävä kuormitussolusi keskeiset tiedot:
1. Nimelliskapasiteetti: Suurin voima, jonka kuormituskenno on suunniteltu mittaamaan.
2. Herkkyys: Tyypillisesti ilmaistuna mv/v (millivolts volttia kohden), tämä osoittaa lähtöjänniteen viritysjänniteyksikköä kohti täydellä kapasiteetilla.
3. Virhejännite: Tulojännite, joka tarvitaan kuormitussolun virran virran tehostamiseen.
4. Epälineaarisuus: Suurin poikkeama suorasta linjasta kuormituksen ja nimelliskapasiteetin välillä.
5.
Näiden eritelmien ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää tarkan jännitteen ja voiman muuntamisen kannalta.
Nyt tutkitaan askel askeleelta, jonka mukaan kuormitussolun jännite voidaan muuttaa:
Kuormitussolun herkkyys on tyypillisesti valmistaja, ja se ilmenee MV/V: llä. Esimerkiksi kuormitussolun herkkyys on 2 mV/tilavuus.
Koko mittakaavan lähdön laskemiseksi kerro herkkyys viritysjännitteellä. Esimerkiksi, jos viritysjännite on 10 V ja herkkyys on 2 mV/V: täysimittainen lähtö = 2 mV/V * 10V = 20 mV
Kun voima kohdistetaan kuormituskennoon, mittaa todellinen lähtöjännite. Tämä tehdään tyypillisesti tarkkaan volttimittarin tai tiedonkeruujärjestelmän avulla.
Voiman laskemiseksi käytä seuraavaa kaavaa: voima = (mitattu jännite / täysimittainen lähtö) * nimelliskapasiteetti Esimerkki, jos mitattu jännite on 10 mV, täysimittainen lähtö on 20 mV ja nimelliskapasiteetti on 1000 N: Force = (10 mV / 20 mV) * 1000 N = 500 N
Vaikka perusmuuntamisprosessi on suoraviivainen, mielessä on useita käytännön näkökohtia:
Kuormitussolujen ulostulot ovat tyypillisesti millivolt -alueella, mikä voi olla melu ja häiriöille. Signaalin ilmastointipiirejä, kuten instrumentointivahvistimia, käytetään usein signaalin monistamiseen ja suodattamiseen ennen muuntamista.
Kuormitussolut voivat olla herkkiä lämpötilan muutoksille. Monet nykyaikaiset kuormitussolut sisältävät sisäänrakennettua lämpötilan kompensointia, mutta on välttämätöntä ottaa huomioon tämä tekijä, etenkin ympäristöissä, joissa lämpötilan vaihtelut ovat merkittäviä.
Säännöllinen kalibrointi on ratkaisevan tärkeää tarkkuuden ylläpitämiseksi. Tähän sisältyy tunnettujen voimien soveltaminen kuormituskennoon ja muuntamistekijöiden säätäminen vastaavasti.
Vaikka kuormitussolut on suunniteltu lineaarisiin, voi olla pieniä poikkeamia, etenkin niiden alueen äärimmäisyyksissä. Edistyneet järjestelmät voivat sisältää epälineaarisuuden korjausalgoritmeja tarkkuuden parantamiseksi koko mittausalueella.
Erityistä sovelluksia varten voidaan käyttää useita edistyneitä tekniikoita:
DSP -tekniikoita voidaan käyttää kohinan suodattamiseen, edistyneeseen kalibrointiin ja toteuttamaan kompleksisia kompensointialgoritmeja.
Sen sijaan, että luottaisi yhteen kalibrointipisteeseen, monipisteen kalibrointi käsittää kuormitussolun ulostulon mittaamisen useissa tunnetuissa voimissa. Tämä mahdollistaa tarkemman muuntamisen koko mittausalueella.
Sovelluksissa, jotka sisältävät nopeasti muuttuvia voimia, voidaan tarvita erikoistuneita tekniikoita kuormitussolun dynaamisen käyttäytymisen huomioon ottamiseksi.
Kyky muuntaa kuormituskennon jännitteen tarkasti voimaksi on lukuisia sovelluksia eri toimialoilla:
1. Teollisuuspunnitseminen: pienimuotoisista laboratorioiden saldoista suuriin kuorma-autojen asteikkoihin.
2. Materiaalitestaus: Veto- ja puristusvoimien mittaaminen materiaaleissa.
3.
4. Robotiikka: Robottivarsien ja tarttujien voimanpalautteen tarjoaminen.
5. Lääketieteelliset laitteet: Varmistetaan tarkan voimankäytön kuntoutuslaitteissa ja proteesissa.
Kun työskentelet kuormitussolujen kanssa, voit kohdata useita yleisiä ongelmia:
1. Drift: Asteittainen ulostulon muutos ajan myötä, usein lämpötilan muutosten tai mekaanisen rentoutumisen vuoksi.
2. Kohina: Lähtösignaalin ei -toivotut vaihtelut, jotka voivat olla sähköisiä tai mekaanisia.
3. Ylikuormitus: voimien asettaminen nimelliskapasiteetin ulkopuolelle, mikä voi johtaa pysyviin vaurioihin tai kalibrointihoitoon.
4. Creep: Asteittainen ulostulon nousu vakiokuormituksessa, tyypillisesti kuormituskennon materiaaliominaisuuksien vuoksi.
Näiden kysymysten ja niiden syiden ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää tarkkojen voimamittausten ylläpitämiseksi.
Kuormitussolutekniikan ja voiman mittauksen kenttä kehittyy jatkuvasti. Joitakin nousevia suuntauksia ovat:
1. Langattomat kuormitussolut: Kompleksisen johdotuksen tarve suurten sovellusten eliminointi.
2. Älykkäät kuormitussolut: Sisällyttämällä aluksen prosessointi edistyneeseen kalibrointiin ja diagnostiikkaan.
3. Pienenmuoto: Pienempien, herkempien kuormitussolujen kehittäminen kompakteissa laitteissa.
4. Integraatio IoT: n kanssa: Lataussolujen yhdistäminen esineiden Internetiin etävalvontaa ja tietojen analysointia varten.
Kuormitussolun jännitteen muuntaminen voimiseksi on perustavanlaatuinen taito monissa tekniikan ja tieteellisissä tieteenaloilla. Ymmärtämällä kuormitussolujen toiminnan taustalla olevat periaatteet, muuntamisprosessin hallitseminen ja käytännön näkökohtien ja edistyneiden tekniikoiden tietoisuuksien avulla voit varmistaa sovelluksissasi tarkkoja ja luotettavia voimamittauksia. Muista, että vaikka perusmuunnosprosessi on suoraviivainen, saavutetaan korkea tarkkuus ja luotettavuus, joka vaatii usein huomiota yksityiskohtiin, säännölliseen kalibrointiin ja ymmärtämään sovelluksesi erityisiä vaatimuksia.
A1: Vaikka termejä käytetään usein keskenään, kuormakenno on erityinen voima -anturi. Kuormitussolut mittaavat tyypillisesti voiman rakenneelementin muodonmuutoksen kautta, kun taas voima -anturit voivat käyttää useita muita periaatteita, kuten pietsosähköisiä vaikutuksia tai kapasitiivisia tunnistuksia.
A2: Kalibrointitaajuus riippuu sovelluksesta, ympäristöstä ja vaaditusta tarkkuudesta. Yleensä on suositeltavaa kalibroida kuormitussoluja vähintään vuodessa, mutta useampi kalibrointi voi olla tarpeen korkean tarkkuuden sovelluksissa tai ankarissa ympäristöissä.
A3: Kyllä, kuormitussolut voivat mitata dynaamisia voimia, mutta sinun on otettava huomioon tekijät, kuten kuormitussolun luonnollinen taajuus ja tiedonkeruujärjestelmän näytteenottotaajuus. Nopeaa dynaamista mittauksia varten voidaan tarvita erikoistuneet kuormitussolut ja tiedonkeruumenetelmät.
A4: Valitse kuormakenno, jolla on nimelliskapasiteetti, joka ylittää odotetun suurimman voiman noin 20-50%. Tämä tarjoaa turvamarginaalin ja varmistaa, että kuormakenno toimii tarkimmalla alueellaan. Vältä kuitenkin ylisuuria, koska tämä voi vähentää herkkyyttä pienemmille voimille.
A5: Yleisiä virhelähteitä ovat:- Lämpötilan vaihtelut- virheellinen kiinnitys tai kohdistus- sähkömelun ylikuormitus- hystereesi ja epälineaarisuus- hiipivä ja pitkäaikainen siirtäminen ja näiden virhelähteiden lieventäminen on ratkaisevan tärkeää tarkkojen voimamittausten kannalta.
