Widoki: 222 Autor: Tina Publikuj Czas: 2024-11-10 Pochodzenie: Strona
Menu treści
● Wstęp
● Zrozumienie komórek obciążenia
>> Co to jest komórka obciążenia?
>> Po co wzmacniać sygnały komórek obciążenia?
>> Przegląd warunkowania sygnału
● Komponenty potrzebne do wzmacniacza komórek obciążenia
>> Wzmacniacz operacyjny (OP-AMP)
>> Zasilacz
● Projektowanie obwodu wzmacniacza komórek obciążenia
>> Konfiguracja mostu Wheatstone
● Budowanie wzmacniacza komórek obciążenia
● Kalibracja wzmacniacza komórek obciążenia
● Testowanie i rozwiązywanie problemów
>> Typowe problemy i rozwiązania
● Zastosowania wzmacniaczy komórek obciążenia
● Wniosek
>> 1. Jaki jest maksymalne obciążenie, które komórka obciążenia może mierzyć?
>> 2. Jak kalibrujesz komórkę obciążenia?
>> 3. Jaka jest różnica między komórkami obciążenia analogowego i cyfrowego?
>> 4. Czy komórki obciążenia można stosować w trudnych środowiskach?
>> 5. Jakie są wspólne zastosowania komórek obciążenia?
Komórki obciążenia są niezbędnymi składnikami w różnych zastosowaniach, od przemysłowych systemów ważenia po elektronikę użytkową. Konwertują siłę mechaniczną w sygnał elektryczny, który można zmierzyć i analizować. Jednak sygnały wyprodukowane przez Komórki obciążenia są często słabe i wymagają wzmocnienia w celu dokładnego pomiaru. W tym artykule poprowadzi Cię proces tworzenia wzmacniacza komórek obciążenia, obejmując wszystko, od podstawowych pojęć po praktyczny montaż obwodu.
Komórka obciążenia to przetwornik, który przekształca siłę lub ciężar w sygnał elektryczny. Zazwyczaj składa się z metalowego elementu, który odkształca się pod obciążeniem, z przyczepionymi wskaźnikami odkształceń do pomiaru tego deformacji. Najczęstszym rodzajem ogniwa obciążenia jest ogniwa obciążenia odkształcenia, który działa na zasadzie mostu Wheatstone.
Istnieje kilka rodzajów komórek obciążenia, w tym:
- Komórki obciążenia ściskające: zaprojektowane do pomiaru sił ściskających.
- Komórki obciążenia napięcia: używane do pomiaru sił rozciągających.
- Komórki obciążenia wiązki zginające: powszechnie stosowane w skalach i saldach.
- Komórki obciążenia typu S: wszechstronne i mogą mierzyć zarówno napięcie, jak i kompresję.
Sygnały elektryczne generowane przez ogniwa obciążeniowe są zwykle bardzo małe, często w zakresie Millivolt. Aby dokładnie przeczytać te sygnały, muszą być wzmocnione do łatwiejszego zarządzania. Wzmocnienie pomaga również poprawić stosunek sygnału do szumu, zapewniając wiarygodne pomiary.
Uwarunkowanie sygnałów polega na przetwarzaniu surowego wyjścia z ogniwa ładowania, aby nadać się do dalszej analizy. Może to obejmować wzmocnienie, filtrowanie i przekształcenie sygnału z formy analogowej na cyfrowy.
Pierwszym potrzebnym składnikiem jest ogniwa ładunkowe. Wybierz taki, który odpowiada aplikacji, biorąc pod uwagę czynniki takie jak pojemność i dokładność.
Wzmacniacz operacyjny ma kluczowe znaczenie dla wzmocnienia wyjścia komórki obciążenia. Wybierz nisko szumów OP-IMP, aby uzyskać lepszą wydajność.
Komponenty te służą do ustawienia wzmocnienia wzmacniacza i filtrowania sygnału. Wybierz wysokiej jakości komponenty, aby zapewnić dokładność.
Stabilny zasilacz jest niezbędny do zasilania OP-AMP i innych komponentów. Upewnij się, że spełnia wymagania napięcia obwodu.
Most Wheatstone jest obwodem stosowanym do pomiaru zmiany rezystancji w manometrach szczepu ogniwa obciążenia. Składa się z czterech rezystorów ułożonych w kształcie diamentu. Gdy komórka obciążenia jest poddawana sile, rezystancja zmienia się, powodując różnicę napięcia, którą można zmierzyć.
Obwód OP-AMP wzmacnia moc wyjściową z mostu Wheatstone. Powszechnie stosuje się niestety konfigurację wzmacniacza, w której można ustawić wzmocnienie, wybierając odpowiednie wartości rezystora.
1. Przygotuj płytkę obwodu: Zacznij od czystej płyty drukowanej i układaj swoje komponenty.
2. Techniki lutowania: Użyj odpowiednich technik lutowania, aby zapewnić dobre połączenia. Unikaj przegrzania komponentów.
3. Podłącz ogniwo obciążeniowe: WIDE CELL CELL do konfiguracji mostu Wheatstone na płycie.
4. Zintegruj OP-AMP: Podłącz AMP OP z wyjściem mostu Wheatstone.
Kalibracja jest niezbędna, aby zapewnić, że wzmacniacz komórek obciążenia zapewnia dokładne odczyty. Bez odpowiedniej kalibracji pomiary mogą być znacznie wyłączone.
1. Zastosuj znane wagi: Użyj standardowych wag, aby zastosować znane siły do ogniwa obciążenia.
2. Wyjście rekordu: Zmierz napięcie wyjściowe ze wzmacniacza dla każdej znanej wagi.
3. Dostosuj wzmocnienie: Dostosuj wzmocnienie wzmacniacza, aż wyjście dopasuje oczekiwane wartości.
- Brak sygnału wyjściowego: Sprawdź połączenia i zasilacz.
- Niespójne odczyty: Zapewnij odpowiednią kalibrację i sprawdź szum w obwodzie.
- Przeciążenie: Upewnij się, że zastosowane obciążenie nie przekracza pojemności komórki obciążenia.
Wzmacniacze komórek obciążenia są szeroko stosowane w zastosowaniach przemysłowych, takich jak skale ważenia, systemy pomiaru siły i maszyny do testowania materiałów.
W elektronice użytkowej komórki obciążenia są używane w inteligentnych skalach, urządzeniach fitness i innych narzędziach pomiarowych.
Budowanie wzmacniacza komórek obciążenia to satysfakcjonujący projekt, który zwiększa zrozumienie elektroniki i systemów pomiarowych. Postępując zgodnie z krokami opisanymi w tym artykule, możesz utworzyć niezawodny wzmacniacz, który dokładnie mierzy wagę i siłę. Niezależnie od tego, czy w przypadku zastosowań przemysłowych czy projektów osobistych opanowanie technologii komórek obciążenia otwiera wiele możliwości.
Maksymalne obciążenie, które komórka obciążenia może mierzyć, zależy od jego projektu i specyfikacji. Dokładne informacje znajdują się w arkusz danych producenta.
Kalibracja polega na zastosowaniu znanych wag do ogniwa obciążenia i regulacji wzmocnienia wzmacniacza, dopóki wyjście nie dopasuje oczekiwanych wartości.
Analogowe komórki obciążenia wytwarzają ciągłe wyjście napięcia, podczas gdy cyfrowe ogniwa obciążenia zapewniają sygnał cyfrowy, często przy użyciu wewnętrznego ADC do konwersji.
Tak, komórki obciążeniowe mogą być zaprojektowane do trudnych środowisk, z osłonami ochronnymi i materiałami, które są odporne na korozję i ekstremalne temperatury.
Wspólne zastosowania obejmują przemysłowe systemy ważenia, testowanie materiałów, testy samochodowe i produkty konsumenckie, takie jak skale i urządzenia śledzące fitness.
Ten kompleksowy przewodnik stanowi solidne podstawy dla wszystkich zainteresowanych budowaniem wzmacniacza komórek obciążenia, zapewniającym dokładne zrozumienie komponentów, projektowania i zastosowania tej niezbędnej technologii.
