Bagaimana membuat sensor tork?

Menu Kandungan

● Memahami sensor tork

● Bahan dan komponen

● Pembinaan langkah demi langkah

>> 1. Menyediakan elemen penderiaan

>> 2. Pendawaian alat pengukur terikan

>> 3. Penguatan isyarat dan pengkondisian

>> 4. Integrasi mikrokontroler

>> 5. Penentukuran

>> 6. Perumahan dan pemasangan

● Teknik Lanjutan

>> Pengukuran tork bukan hubungan

>> Penghantaran data tanpa wayar

>> Pampasan suhu

● Aplikasi

● Kesimpulan

● Soalan yang sering ditanya

>> 1. Apakah ketepatan sensor tork DIY?

>> 2. Bagaimana saya memilih alat pengukur ketegangan yang betul untuk sensor tork saya?

>> 3. Bolehkah saya menggunakan sensor tork DIY saya untuk aplikasi berkelajuan tinggi?

>> 4. Berapa kerap saya harus menentukur sensor tork saya?

>> 5. Apakah beberapa sumber kesilapan dalam pengukuran tork?

Memahami sensor tork

Sebelum menyelam ke dalam proses pembinaan, penting untuk memahami apa sensor tork dan bagaimana ia berfungsi. Sensor tork, juga dikenali sebagai transduser tork atau meter tork, menukarkan input mekanikal kilasan ke dalam isyarat output elektrik. Terdapat dua jenis utama Sensor tork :

1. Sensor tork reaksi

2. Sensor tork berputar

Kedua -dua jenis menggunakan pelbagai prinsip transduksi untuk mengukur tork, termasuk alat pengukur terikan, kristal piezoelektrik, penderiaan kapasitif, dan variasi medan magnet.

Bahan dan komponen

Untuk membina sensor tork asas, anda memerlukan bahan berikut:

- Lembaga Arduino (misalnya, Arduino Mega)

- LCD Shield

- Sel beban

- Penguat isyarat

- Alat tolok

- Sambungan soket atau aci

- pelekat (gam super, gam panas)

- wayar dan penyambung

- Peralatan pematerian

- Bahan pencetak atau kraf 3D (pilihan)

Pembinaan langkah demi langkah

1. Menyediakan elemen penderiaan

Langkah pertama dalam mencipta sensor tork anda adalah menyediakan elemen penderiaan. Untuk panduan ini, kami akan memberi tumpuan kepada menggunakan alat pengukur terikan, yang tersedia secara meluas dan agak murah.

1. Pilih lanjutan aci atau soket yang sesuai sebagai elemen penderiaan anda.

2. Bersihkan permukaan dengan teliti untuk memastikan lekatan yang betul.

3. Tandakan kedudukan untuk alat pengukur terikan pada sudut 45 darjah ke paksi aci.

4. Berhati -hati memohon gam super untuk melampirkan alat pengukur terikan ke kedudukan yang ditandai.

2. Pendawaian alat pengukur terikan

Sebaik sahaja alat pengukur terikan dilampirkan dengan selamat, sudah tiba masanya untuk menyebarkannya:

1. Sambungkan alat pengukur terikan dalam konfigurasi jambatan Wheatstone.

2. Gunakan kabel nipis dan fleksibel untuk meminimumkan gangguan dengan putaran aci.

3. Sapukan gam panas atau sealant silikon untuk melindungi sambungan dan memberikan kelegaan terikan.

3. Penguatan isyarat dan pengkondisian

Isyarat elektrik yang dihasilkan oleh alat pengukur terikan biasanya sangat lemah dan memerlukan penguatan:

1. Sambungkan output jambatan Wheatstone ke penguat isyarat, seperti penguat instrumentasi.

2. Laraskan keuntungan penguat untuk mencapai kepekaan yang dikehendaki.

3. Melaksanakan apa -apa penapisan yang diperlukan untuk mengurangkan bunyi dalam isyarat.

4. Integrasi mikrokontroler

Untuk memproses dan memaparkan pengukuran tork, kami akan menggunakan papan Arduino:

1. Sambungkan isyarat yang diperkuatkan ke input analog pada Arduino.

2. Lampirkan perisai LCD ke Arduino untuk memaparkan pengukuran.

3. Tulis dan muat naik lakaran Arduino untuk membaca input sensor dan hitung nilai tork.

5. Penentukuran

Penentukuran yang betul adalah penting untuk pengukuran tork yang tepat:

1. Memohon nilai tork yang diketahui kepada sensor menggunakan berat yang ditentukur atau sepana tork rujukan.

2. Catat output sensor untuk setiap nilai tork yang diketahui.

3. Buat lengkung penentukuran atau persamaan untuk menukar bacaan sensor kepada nilai tork.

4. Melaksanakan penentukuran dalam lakaran Arduino anda.

6. Perumahan dan pemasangan

Untuk melindungi sensor tork anda dan pastikan pengukuran yang boleh dipercayai:

1. Reka bentuk dan cetak 3D (atau membina) perumahan untuk komponen sensor.

2. Buat titik pelekap untuk melampirkan sensor ke persediaan ujian atau jentera anda.

3. Pastikan penjajaran yang betul dan gangguan minimum dengan aci berputar.

Teknik Lanjutan

Bagi mereka yang ingin meningkatkan reka bentuk sensor tork mereka, pertimbangkan teknik canggih ini:

Pengukuran tork bukan hubungan

Daripada menggunakan alat pengukur terikan, anda boleh meneroka kaedah bukan hubungan seperti sensor magnetoelastik atau permukaan akustik (SAW). Teknologi ini menawarkan kelebihan dari segi ketahanan dan penyelenggaraan yang dikurangkan.

Penghantaran data tanpa wayar

Melaksanakan penghantaran data tanpa wayar menggunakan modul Bluetooth atau Wi-Fi untuk menghapuskan keperluan cincin slip dalam sensor tork berputar.

Pampasan suhu

Menggabungkan sensor suhu dan algoritma pampasan untuk meningkatkan ketepatan dalam pelbagai keadaan operasi.

Aplikasi

Sensor tork DIY boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi, termasuk:

1. Ujian dan pembangunan automotif

2. Robotik dan automasi

3. Pemantauan kecekapan turbin angin

4. Ujian dan pencirian bahan

5. Analisis Prestasi Peralatan Sukan

Kesimpulan

Membina sensor tork anda sendiri adalah projek yang menggabungkan yang menggabungkan kejuruteraan mekanikal, elektronik, dan pengaturcaraan. Dengan mengikuti langkah -langkah yang digariskan dalam panduan ini, anda boleh membuat peranti pengukuran tork berfungsi untuk sebahagian kecil daripada kos sensor komersial. Walaupun sensor DIY mungkin tidak sepadan dengan ketepatan peralatan gred profesional, mereka dapat memberikan pandangan yang berharga untuk banyak aplikasi dan berfungsi sebagai pengalaman pembelajaran yang sangat baik.

Soalan yang sering ditanya

1. Apakah ketepatan sensor tork DIY?

Ketepatan sensor tork DIY bergantung kepada pelbagai faktor, termasuk kualiti komponen yang digunakan, ketepatan penentukuran, dan keadaan persekitaran. Dengan pembinaan dan penentukuran yang teliti, anda boleh mencapai ketepatan dalam 1-5% daripada julat berskala penuh. Walau bagaimanapun, bagi aplikasi yang memerlukan ketepatan tinggi, sensor gred profesional disyorkan.

2. Bagaimana saya memilih alat pengukur ketegangan yang betul untuk sensor tork saya?

Apabila memilih alat pengukur terikan, pertimbangkan faktor berikut:

- Rintangan (biasanya 120Ω atau 350Ω)

- Faktor tolok (kepekaan terhadap ketegangan)

- pampasan suhu

- Saiz dan bentuk yang sesuai untuk diameter diameter aci anda

Pilih alat pengukur terikan yang direka khusus untuk aplikasi pengukuran tork untuk hasil terbaik.

3. Bolehkah saya menggunakan sensor tork DIY saya untuk aplikasi berkelajuan tinggi?

Sensor tork DIY boleh digunakan untuk aplikasi kelajuan sederhana, tetapi penggunaan kelajuan tinggi mungkin memperkenalkan cabaran tambahan. Untuk sensor berputar, pastikan pengimbangan yang betul dan pertimbangkan menggunakan kaedah bukan hubungan seperti sensor magnetoelastik untuk aplikasi berkelajuan tinggi.

4. Berapa kerap saya harus menentukur sensor tork saya?

Kekerapan penentukuran bergantung kepada penggunaan sensor dan keadaan persekitaran. Sebagai peraturan umum:

- Melaksanakan penentukuran awal selepas pembinaan

- Mengubah semula setiap 6-12 bulan untuk kegunaan biasa

- Kalibrasi lebih kerap jika terdedah kepada suhu yang melampau atau kejutan mekanikal

5. Apakah beberapa sumber kesilapan dalam pengukuran tork?

Sumber kesilapan yang biasa dalam pengukuran tork termasuk:

- Misalignment sensor atau aci

- Variasi suhu yang mempengaruhi prestasi tolok terikan

- Gangguan elektromagnet

- histeresis mekanikal dalam elemen penderiaan

- Penyaman atau penapisan isyarat yang tidak mencukupi

Menangani faktor -faktor ini dapat meningkatkan ketepatan dan kebolehpercayaan sensor tork DIY anda.