Visualizações: 222 Autor: Tina Publicar Tempo: 2024-11-22 Origem: Site
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● Entendendo as células de carga
>> Como as células de carga funcionam
● O que é um sinal de excitação?
>> Características dos sinais de excitação
>> Importância dos níveis de tensão
● Importância da tensão de excitação
>> Impacto na faixa de medição
● Tipos de células de carga e seus requisitos de excitação
>> Células de carga do medidor de deformação
>> Células de carga capacitiva
>> Células de carga pneumática e hidráulica
>> Escolhendo a célula de carga certa
>> Configuração típica de fiação
>> Importância da calibração regular
● Problemas comuns com sinais de excitação
>> Sobrecarregando preocupações
● Conceitos avançados relacionados a sinais de excitação de células de carga
>> 1. O que acontece se a tensão de excitação for muito baixa?
>> 2. Posso usar o CA em vez de CC para excitar uma célula de carga?
>> 3. Com que frequência devo calibrar minha célula de carga?
>> 4. O que devo fazer se minha célula de carga derrotamento irregular?
>> 5. Existe uma tensão de excitação máxima permitida?
As células de carga são componentes essenciais em vários sistemas de medição, convertendo força mecânica em um sinal elétrico. Compreendendo o sinal de excitação de um A célula de carga é crucial para garantir medições precisas em aplicações que variam de escalas industriais a máquinas de teste de precisão. Este artigo investiga o conceito de sinais de excitação, seu significado e como eles afetam o desempenho das células de carga.
Uma célula de carga é um tipo de transdutor que converte force em um sinal elétrico. O tipo mais comum é a célula de carga do medidor de tensão, que opera com o princípio da mudança de resistência nos medidores de deformação quando submetido a estresse mecânico.
Quando a força é aplicada a uma célula de carga, ela se deforma um pouco. Essa deformação causa uma mudança na resistência nos medidores de deformação ligados a ela, resultando em uma alteração na saída de tensão. A relação entre a força aplicada e o sinal de saída é tipicamente linear, permitindo medições precisas.
Existem vários tipos de células de carga, cada uma adequada para aplicações específicas:
- células de carga do medidor de tensão: o tipo mais comum, usando medidores de tensão para medir a deformação.
- células de carga capacitiva: essas alterações medem a capacitância causada pela força aplicada.
- células de carga pneumática: elas usam pressão do ar para medir o peso e são frequentemente usadas em ambientes onde os dispositivos eletrônicos podem falhar.
- células de carga hidráulica: elas operam com o princípio da pressão do fluido e são adequadas para cargas pesadas.
Compreender esses tipos ajuda a selecionar a célula de carga certa para aplicações específicas.
O sinal de excitação refere -se à tensão elétrica fornecida à célula de carga para permitir que ele funcione corretamente. Essa tensão é necessária para alimentar o circuito interno e gerar um sinal de saída que corresponde à força aplicada.
- Tipo: A tensão de excitação pode ser de corrente direta (CC) ou corrente alternada (AC), com DC sendo mais comum em aplicações de células de carga.
- Magnitude: As tensões típicas de excitação variam de 5V a 15V, dependendo das especificações das células de carga.
- Estabilidade: uma tensão de excitação estável é crucial para medições precisas. As flutuações podem levar a erros no sinal de saída.
O nível de tensão de excitação afeta significativamente as características de desempenho de uma célula de carga. Por exemplo, uma tensão de excitação mais alta pode aumentar a sensibilidade, mas também pode aumentar os níveis de ruído se não for gerenciado adequadamente. Portanto, equilibrar esses fatores é essencial para o desempenho ideal.
A tensão de excitação desempenha um papel vital na determinação da sensibilidade e precisão das medições de uma célula de carga.
Tensões de excitação mais altas geralmente aumentam a sensibilidade de uma célula de carga, permitindo detectar alterações menores em vigor. Por exemplo, uma célula de carga com uma saída nominal de 2 mV/v produzirá uma saída de 20 mV quando excitada com 10V com capacidade total. Essa sensibilidade aumentada é particularmente benéfica em aplicações que requerem alta precisão, como testes de laboratório ou processos de controle de qualidade.
A tensão de excitação também influencia a faixa de medição de uma célula de carga. Uma excitação mais alta pode estender esse intervalo, permitindo que a célula de carga medisse forças maiores sem saturação. No entanto, deve -se tomar cuidado para não exceder a capacidade máxima nominal da célula de carga, pois isso pode levar a danos permanentes.
Para ilustrar como a tensão de excitação afeta a saída:
Se uma célula de carga tiver uma capacidade de 1000 kg e uma sensibilidade de saída de 2 mV/v a uma tensão de excitação de 10V:
$$
text {Signal de saída} = text {Excitation VoLtage} times text {sensibilidade} = 10 , text {v} times 2 , text {mv/v} = 20 , text {mv}
$$
Isso significa que, com capacidade total (1000 kg), a célula de carga produzirá um sinal de saída de 20 mV.
Diferentes tipos de células de carga têm requisitos variados para sinais de excitação:
Estes são os tipos mais comuns e geralmente requerem uma tensão de excitação entre 5V e 15V DC. Eles são amplamente utilizados devido à sua precisão e confiabilidade.
As células de carga capacitiva geralmente requerem tensões de excitação mais baixas, mas podem oferecer maior sensibilidade em comparação com os tipos de medidores de deformação. Eles são adequados para aplicações onde a deformação mínima é desejada.
Esses tipos operam de maneira diferente e não dependem da excitação elétrica; Em vez disso, eles usam pressão do fluido para medir a força. As células pneumáticas são frequentemente usadas em sistemas de pesagem, onde a interferência eletrônica pode ser um problema.
Ao selecionar uma célula de carga para aplicações específicas, considere fatores como:
- Capacidade de carga: verifique se a célula de carga escolhida pode lidar com o peso máximo esperado.
- Condições ambientais: Algumas células de carga são mais adequadas para ambientes severos do que outros.
- Sensibilidade necessária: determine o quão sensível seu aplicativo precisa ser baseado nos requisitos de medição.
A fiação adequada é essencial para garantir que a tensão de excitação atinja a célula de carga sem interferência ou perda.
A maioria das células de carga do medidor de tensão utiliza uma configuração de quatro fios:
- Excitação positiva (e+)
- Excitação negativa (e-)
- sinal positivo (s+)
- Sinal negativo (S-)
Essa configuração minimiza os erros causados pela resistência nos fios que conectam a célula de carga à sua fonte de energia.
A fiação inadequada pode levar a vários problemas:
- Gotas de tensão: as execuções de fio longas podem causar quedas de tensão significativas se não forem dimensionadas corretamente.
- Interferência de ruído: os cabos não montados podem captar interferência eletromagnética de equipamentos próximos.
- Conexões incorretas: a malha pode resultar em sinais invertidos ou até danos à célula de carga.
A calibração é crucial para garantir que uma célula de carga forneça leituras precisas sob várias condições.
1. Aplique pesos conhecidos: use pesos calibrados para aplicar forças conhecidas na célula de carga.
2. Sinais de saída de registro: meça os sinais de saída correspondentes a cada peso aplicado.
3. Ajuste as configurações: se necessário, ajuste as configurações de calibração com base nas discrepâncias entre os valores esperados e medidos.
4. Re-teste: Repita até que os resultados consistentes sejam alcançados.
A calibração regular garante que qualquer deriva na precisão da medição ao longo do tempo seja corrigida. Fatores como mudanças de temperatura, desgaste mecânico ou mesmo condições ambientais podem afetar o desempenho.
Vários problemas podem surgir relacionados a sinais de excitação que podem afetar a precisão da medição:
As flutuações na tensão de excitação podem levar a sinais de saída inconsistentes. O uso de fontes de alimentação regulamentadas pode mitigar esse problema e garantir uma operação estável em condições variadas.
O ruído elétrico pode interferir no sinal de saída de uma célula de carga. Os cabos blindados e as técnicas adequadas de aterramento podem ajudar a reduzir significativamente os níveis de ruído.
Exceder os limites especificados da tensão de força ou excitação pode resultar em danos permanentes aos medidores de tensão e circuitos internos dentro da própria célula de carga.
À medida que a tecnologia evolui, os métodos para melhorar o desempenho relacionados a sinais de excitação:
As células de carga digital incorporam microprocessadores internos que lidam com o processamento de sinal internamente, fornecendo maior precisão e reduzindo a suscetibilidade à interferência de ruído em comparação com os sistemas analógicos.
A tecnologia sem fio permite monitoramento remoto sem conexões físicas; No entanto, esses sistemas ainda exigem estratégias apropriadas de gerenciamento de energia para suas excitações internas.
Compreender o sinal de excitação de uma célula de carga é fundamental para alcançar medições precisas em várias aplicações. Ao fornecer tensões de excitação estáveis e apropriadas, considerando fatores como configurações de fiação e práticas de calibração, os usuários podem garantir o desempenho ideal de suas células de carga-rejeitando dados confiáveis cruciais para os processos de análise e tomada de decisão entre as indústrias que variam de fabricação por meio de ambientes de pesquisas científicas.
Se a tensão de excitação for muito baixa, pode resultar em sinais de saída insuficientes da célula de carga que leva, em última análise, para medições imprecisas em geral devido em grande parte porque não há energia suficiente fornecida necessária para o funcionamento adequado dentro de seus componentes de circuito!
Embora algumas aplicações possam permitir o uso de CA; No entanto, os projetos mais comumente encontrados utilizam o DC devido principalmente porque fornece maior estabilidade e confiabilidade ao longo dos períodos operacionais em comparação com correntes alternadas que flutuam constantemente ao longo do tempo!
A frequência de calibração depende significativamente das condições de uso; No entanto, de um modo geral, é recomendado pelo menos uma vez por ano ou após mudanças significativas nas condições/cargas ambientais experimentadas durante os ciclos de operação!
Comece verificando todas as conexões, garantindo minuciosamente que tudo permaneça seguro; Em seguida, verifique se há tensões de alimentação estáveis sem flutuações que ocorrem durante os períodos de medição - se os problemas persistirem, considere recalibrar/substituir os componentes defeituosos, conforme necessário!
Sim, de fato! Os limites máximos especificados excedendo podem danificar as peças internas, portanto, sempre consulte diretamente as especificações do fabricante antes de aplicar quaisquer tensões que excedam faixas seguras recomendadas!
