WIDZIA: 222 Autor: Tina Publikuj Czas: 2024-11-22 Pochodzenie: Strona
Menu treści
● Wstęp
● Zrozumienie komórek obciążenia
>> Jak działają komórki obciążenia
● Co to jest sygnał wzbudzenia?
>> Charakterystyka sygnałów wzbudzenia
>> Znaczenie poziomów napięcia
● Znaczenie napięcia wzbudzenia
● Rodzaje komórek obciążenia i ich wymagania dotyczące wzbudzenia
>> Komórki obciążenia miernika odkształcenia
>> Pneumatyczne i hydrauliczne komórki obciążenia
>> Wybór prawej komórki obciążenia
>> Typowa konfiguracja okablowania
>> Powszechne problemy z okablowaniem
>> Znaczenie regularnej kalibracji
● Typowe problemy z sygnałami wzbudzenia
>> Obawy związane z przeciążeniem
● Zaawansowane pojęcia związane z sygnałami wzbudzenia komórek obciążenia
>> Bezprzewodowe komórki obciążenia
● Wniosek
>> 1. Co się stanie, jeśli napięcie wzbudzenia jest zbyt niskie?
>> 2
>> 3. Jak często powinienem kalibrować komórkę obciążenia?
>> 4. Co powinienem zrobić, jeśli moja komórka obciążenia daje nieregularne odczyty?
>> 5. Czy istnieje maksymalne dopuszczalne napięcie wzbudzenia?
Komórki obciążenia są niezbędnymi składnikami w różnych systemach pomiarowych, przekształcając siłę mechaniczną w sygnał elektryczny. Zrozumienie sygnału wzbudzenia Komórka obciążenia ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia dokładnych pomiarów w zastosowaniach, od skal przemysłowych po precyzyjne maszyny do testowania. Ten artykuł zagłębia się w koncepcję sygnałów wzbudzenia, ich znaczenie i ich wpływu na wydajność komórek obciążenia.
Komórka obciążenia jest rodzajem przetwornika, który przekształca siłę w sygnał elektryczny. Najczęstszym typem jest ogniwa obciążenia miernika odkształcenia, która działa na zasadzie zmiany rezystancji w manometrach odkształcenia, gdy jest poddawany naprężeniu mechanicznym.
Gdy siła jest przyłożona do ogniwa obciążenia, nieznacznie deformuje ona. Ta deformacja powoduje zmianę oporu w dołączonych do niej szczepów, co powoduje zmianę wyjścia napięcia. Zależność między przyłożoną siłą a sygnałem wyjściowym jest zwykle liniowa, co pozwala na precyzyjne pomiary.
Istnieje kilka rodzajów komórek obciążenia, z których każde dostosowane do określonych zastosowań:
- Komórki obciążenia miernika odkształcenia: najczęstszy typ, przy użyciu wskaźników odkształcenia do pomiaru deformacji.
- Pojemne komórki obciążeniowe: Te zmiany pojemności spowodowane przez przyłożoną siłę.
- Pneumatyczne komórki obciążenia: wykorzystują ciśnienie powietrza do pomiaru masy i są często używane w środowiskach, w których urządzenia elektroniczne mogą się nie powieść.
- Hydrauliczne komórki obciążenia: działają one na zasadzie ciśnienia płynu i nadają się do ciężkich obciążeń.
Zrozumienie tych typów pomaga w wyborze prawej komórki obciążenia dla określonych aplikacji.
Sygnał wzbudzenia odnosi się do napięcia elektrycznego dostarczonego do ogniwa obciążenia, aby umożliwić prawidłowe funkcjonowanie. Napięcie to jest niezbędne do zasilania obwodu wewnętrznego i wygenerowania sygnału wyjściowego odpowiadającego przyłożonej sile.
- Typ: Napięcie wzbudzenia może być prąd stały (DC) lub prąd przemienny (AC), przy czym DC jest częściej w zastosowaniach komórek obciążenia.
- Wielkość: Typowe napięcia wzbudzenia wynoszą od 5 V do 15 V, w zależności od specyfikacji komórek obciążenia.
- Stabilność: Stabilne napięcie wzbudzenia ma kluczowe znaczenie dla dokładnych pomiarów. Fluktuacje mogą prowadzić do błędów w sygnale wyjściowym.
Poziom napięcia wzbudzenia znacząco wpływa na charakterystykę wydajności komórki obciążenia. Na przykład wyższe napięcie wzbudzenia może zwiększyć czułość, ale może również zwiększyć poziomy hałasu, jeśli nie jest właściwie zarządzane. Dlatego równoważenie tych czynników jest niezbędne dla optymalnej wydajności.
Napięcie wzbudzenia odgrywa istotną rolę w określaniu wrażliwości i dokładności pomiarów komórki obciążenia.
Wyższe napięcia wzbudzenia ogólnie zwiększają czułość komórki obciążenia, pozwalając jej wykryć mniejsze zmiany. Na przykład ogniwa obciążenia o znamionowej wyjściu 2 mV/v wytworzy wyjście 20 mV, gdy jest wzbudzony z 10 V przy pełnej pojemności. Ta zwiększona wrażliwość jest szczególnie korzystna w aplikacjach wymagających wysokiej precyzji, takich jak testy laboratoryjne lub procesy kontroli jakości.
Napięcie wzbudzenia wpływa również na zakres pomiaru ogniwa obciążenia. Wyższe wzbudzenie może rozszerzyć ten zakres, umożliwiając komórkę obciążenia pomiar większych sił bez nasycenia. Należy jednak zachować ostrożność, aby nie przekraczać maksymalnej pojemności znamionowej ogniwa obciążenia, ponieważ może to prowadzić do trwałego uszkodzenia.
Aby zilustrować, w jaki sposób napięcie wzbudzenia wpływa na wyjście:
Jeśli komórka obciążenia ma pojemność 1000 kg i czułość wyjściową 2 mV/v przy napięciu wzbudzenia 10 V:
$$
text {Signal wyjściowy} = text {napięcie wzbudzenia} times text {wrażliwość} = 10 , text {v} times 2 , text {mv/v} = 20 , text {mv}
$$
Oznacza to, że przy pełnej pojemności (1000 kg) ogniwo obciążenia wytworzy sygnał wyjściowy 20 mV.
Różne typy komórek obciążenia mają różne wymagania dotyczące sygnałów wzbudzenia:
Są to najczęstsze typy i zazwyczaj wymagają napięcia wzbudzenia między 5 V a 15 V DC. Są one szeroko stosowane ze względu na ich dokładność i niezawodność.
Pojemne komórki obciążenia często wymagają niższych napięć wzbudzenia, ale mogą oferować wyższą czułość w porównaniu z typami miernika odkształcenia. Są odpowiednie do zastosowań, w których pożądane jest minimalne odkształcenie.
Te typy działają inaczej i nie polegają na wzbudzeniu elektrycznym; Zamiast tego używają ciśnienia płynu do pomiaru siły. Komórki pneumatyczne są często stosowane w systemach ważenia, w których problem może stanowić zakłócenia elektroniczne.
Wybierając komórkę obciążenia dla określonych zastosowań, rozważ czynniki takie jak:
- Pojemność obciążenia: Upewnij się, że wybrana komórka obciążenia może obsłużyć maksymalną oczekiwaną wagę.
- Warunki środowiskowe: Niektóre komórki obciążenia lepiej nadają się do trudnych środowisk niż inne.
- Wymagana czułość: Określ, jak wrażliwa aplikacja musi być oparta na wymaganiach pomiarowych.
Właściwe okablowanie jest niezbędne do zapewnienia, że napięcie wzbudzenia dociera do ogniwa obciążenia bez zakłóceń i strat.
Większość ogniw obciążenia miernika odkształceń wykorzystuje konfigurację czterokierunkową:
- Pozytywne wzbudzenie (E+)
- wzbudzanie negatywne (e-)
- sygnał dodatni (s+)
- Sygnał ujemny (s-)
Ta konfiguracja minimalizuje błędy spowodowane rezystancją w przewodach łączących ogniwo obciążenia z jego źródłem zasilania.
Niewłaściwe okablowanie może prowadzić do kilku problemów:
- Krople napięcia: Długie przebiegi drutu mogą powodować znaczne krople napięcia, jeśli nie są odpowiednio rozmiarowe.
- zakłócenia hałasu: Kable nie -zasiere mogą odbierać zakłócenia elektromagnetyczne z pobliskiego sprzętu.
- Nieprawidłowe połączenia: błędne przebywanie może powodować odwrócone sygnały, a nawet uszkodzenie ogniwa obciążenia.
Kalibracja ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że ogniwo obciążenia zapewnia dokładne odczyty w różnych warunkach.
1. Zastosuj znane wagi: Użyj skalibrowanych wag, aby zastosować znane siły do ogniwa obciążenia.
2. Sygnały wyjściowe rekordu: Zmierz sygnały wyjściowe odpowiadające każdemu zastosowanej wagi.
3. Dostosuj ustawienia: W razie potrzeby dostosuj ustawienia kalibracji w oparciu o rozbieżności między oczekiwanymi i zmierzonymi wartościami.
4. Ponownie test: powtarzaj, aż osiągnięte są spójne wyniki.
Regularna kalibracja zapewnia, że każdy dryf w dokładności pomiaru w czasie jest korygowany. Czynniki takie jak zmiany temperatury, zużycie mechaniczne, a nawet warunki środowiskowe mogą wpływać na wydajność.
Kilka problemów może pojawić się związane z sygnałami wzbudzenia, które mogą wpływać na dokładność pomiaru:
Wahania napięcia wzbudzenia mogą prowadzić do niespójnych sygnałów wyjściowych. Korzystanie z regulowanych zasilaczy może złagodzić ten problem i zapewnić stabilne działanie w różnych warunkach.
Hałas elektryczny może zakłócać sygnał wyjściowy z ogniwa obciążenia. Kable osłonięte i odpowiednie techniki uziemienia mogą znacznie zmniejszyć poziom hałasu.
Przekraczanie określonych limitów napięcia siły lub wzbudzenia może powodować trwałe uszkodzenie zarówno wskaźników odkształceń, jak i obwodów wewnętrznych w samej komórce obciążenia.
W miarę ewolucji technologii metody poprawy wydajności związane z sygnałami wzbudzenia:
Cyfrowe komórki obciążenia zawierają wbudowane mikroprocesory, które wewnętrznie obsługują przetwarzanie sygnału, zapewniając zwiększoną dokładność i zmniejszając podatność na zakłócenia szumu w porównaniu z systemami analogowymi.
Technologia bezprzewodowa pozwala na zdalne monitorowanie bez połączeń fizycznych; Jednak systemy te nadal wymagają odpowiednich strategii zarządzania energią dla ich wewnętrznych wzbudzeń.
Zrozumienie sygnału wzbudzenia komórki obciążenia ma fundamentalne znaczenie dla osiągnięcia dokładnych pomiarów w różnych zastosowaniach. Zapewniając stabilne i odpowiednie napięcia wzbudzenia, biorąc pod uwagę czynniki takie jak konfiguracje okablowania i praktyki kalibracyjne, użytkownicy mogą zapewnić optymalną wydajność swoich komórek obciążenia-tworząc wiarygodne dane kluczowe dla procesów analizy i decyzyjnych w branżach, od produkcji po ustawienia badań naukowych.
Jeśli napięcie wzbudzenia jest zbyt niskie, może to spowodować niewystarczające sygnały wyjściowe z ogniwa obciążenia prowadzącego ostatecznie w kierunku niedokładnych pomiarów ogólnie spowodowanych głównie dlatego, że nie ma wystarczającej energii niezbędnej do prawidłowego funkcjonowania w samych składnikach obwodów!
Podczas gdy niektóre aplikacje mogą pozwolić na użycie prądu przemiennego; Jednak najczęściej znalezione projekty wykorzystują DC z powodu przede wszystkim dlatego, że zapewnia większą stabilność i niezawodność w okresach operacyjnych w porównaniu z naprzemiennymi prądami, które zmienują się z czasem!
Częstotliwość kalibracji zależy znacznie od warunków użytkowania; Jednak ogólnie rzecz biorąc, zaleca się przynajmniej raz w roku lub po znacznych zmianach w warunkach/obciążeniach środowiskowych podczas cykli operacyjnych!
Zacznij od dokładnego sprawdzenia wszystkich połączeń, upewniając się, że wszystko pozostaje bezpieczne; Następnie upewnij się, że istnieją stabilne napięcia zasilania bez wahań występujących w okresach pomiaru - jeśli problemy utrzymują się, rozważ ponowne kalibracja/zastąpienie wadliwych elementów w razie potrzeby!
Tak naprawdę! Przekroczenie maksymalnych określonych limitów może potencjalnie uszkodzić części wewnętrzne, więc zawsze odwołuj się bezpośrednio do specyfikacji producenta przed zastosowaniem jakichkolwiek napięć przekraczających zalecane bezpieczne zakresy!
