Vizualizări: 222 Autor: Tina Ora publicării: 2024-11-13 Origine: Site
Meniul Conținut
● Ce este o celulă de sarcină?
>> Tipuri de celule de sarcină
>> Componentele unui sistem cu celule de sarcină
>> Pasul 1: Înțelegerea cablajului celulei de sarcină
● Aplicații practice ale celulelor de sarcină
>> Exemplu de aplicație: cântar
● Depanarea problemelor comune
>> Calibrarea celulelor de sarcină
>> Criterii de selecție a celulei de încărcare
>> 1. Care este diferența dintre o celulă de sarcină și un extensometru?
>> 2. Cum calibrez o celulă de sarcină?
>> 3. Pot folosi o celulă de sarcină pentru măsurători dinamice?
>> 4. Care sunt aplicațiile comune ale celulelor de sarcină?
>> 5. Cum depanez citirile inexacte de la o celulă de sarcină?
Celulele de sarcină sunt componente esențiale în diverse aplicații, în special în sistemele de cântărire și măsurarea forțelor. Înțelegerea modului de integrare a unei celule de sarcină într-o schemă este crucială atât pentru ingineri, cât și pentru pasionați. Acest articol vă va ghida prin procesul de plasare a unui celula de sarcină pe o schemă, acoperind componentele necesare, diagramele de cablare și aplicațiile practice. Vom include, de asemenea, imagini și videoclipuri pentru a vă îmbunătăți înțelegerea.
O celulă de sarcină este un traductor care transformă o forță într-un semnal electric. Este folosit în mod obișnuit în cântare și aplicații industriale pentru a măsura greutatea sau forța. Celulele de sarcină sunt disponibile în diferite tipuri, inclusiv celule de sarcină cu tensiometru, celule de sarcină hidraulice și celule de sarcină pneumatice. Cel mai comun tip este celula de sarcină cu extensometru, care utilizează principiul extensometrelor pentru a măsura deformația.
1. Celule de sarcină pentru extensometru: Acestea sunt cele mai utilizate celule de sarcină. Ele constau dintr-un element metalic care se deformează sub sarcină, determinând o modificare a rezistenței în gabaritele de tensiune atașate acestuia.
2. Celule hidraulice de sarcină: Acestea folosesc presiunea fluidului pentru a măsura forța. Ele sunt adesea folosite în aplicații grele unde este necesară o capacitate mare.
3. Celule de sarcină pneumatice: Acestea funcționează pe principiul presiunii aerului. Sunt mai puțin frecvente, dar pot fi utile în aplicații specifice.
Pentru a integra eficient o celulă de sarcină într-o schemă, trebuie să înțelegeți componentele implicate:
- Celula de sarcină: Senzorul principal care măsoară forța.
- Amplificator: Adesea, semnalul de la o celulă de sarcină este prea slab pentru a fi citit direct de un microcontroler. Un amplificator, cum ar fi HX711, este folosit pentru a spori semnalul.
- Microcontroler: Acesta procesează semnalul amplificat și îl convertește într-un format care poate fi citit, adesea pentru afișare sau procesare ulterioară.
- Sursa de alimentare: Furnizează tensiunea și curentul necesar celulei de sarcină și amplificatorului.
- Unitate de afișare: Acesta poate fi un afișaj LCD sau LED care arată greutatea sau forța măsurată.
Înainte de a plasa o celulă de sarcină pe o schemă, este esențial să înțelegeți cablarea acesteia. O celulă obișnuită de sarcină cu tensiometru are patru fire:
- Excitație+ (E+): Acest fir furnizează energie celulei de sarcină.
- Excitație- (E-): Acest fir completează circuitul de alimentare.
- Semnal+ (S+): Acest fir transportă semnalul pozitiv de ieșire.
- Semnal- (S-): Acest fir transportă semnalul negativ de ieșire.
Când creați o schemă, puteți utiliza software precum Fritzing, Eagle sau KiCad. Iată o schiță de bază despre cum să plasați o celulă de sarcină pe o schemă:
1. Desenați celula de sarcină: Începeți prin a plasa simbolul celulei de sarcină pe schema dvs. Etichetați firele în funcție de funcțiile lor (E+, E-, S+, S-).
2. Adăugați amplificatorul: plasați simbolul amplificatorului lângă celula de sarcină. Conectați firele E+ și E- de la celula de sarcină la intrările de putere corespunzătoare de pe amplificator.
3. Conectați firele de semnal: Conectați firele S+ și S- de la celula de sarcină la intrările de semnal de pe amplificator.
4. Conexiune la microcontroler: Desenați simbolul microcontrolerului și conectați ieșirea de la amplificator la pinii de intrare corespunzători de pe microcontroler.
5. Sursa de alimentare: Includeți un simbol de alimentare și conectați-l la amplificator și microcontroler.
6. Unitate de afișare: Dacă utilizați un afișaj, conectați-l la microcontroler pentru a vizualiza ieșirea.
Această schemă arată o configurație de bază pentru o celulă de sarcină cu un amplificator HX711 și un microcontroler Arduino. Conexiunile sunt etichetate clar, fiind ușor de urmărit.
Celulele de sarcină sunt utilizate în diverse aplicații, inclusiv:
- Cântare: Cea mai comună aplicație, în care celulele de sarcină măsoară greutatea obiectelor.
- Automatizare industrială: Celulele de sarcină sunt utilizate în sistemele de transport pentru a monitoriza greutatea produselor.
- Măsurarea forței: În laboratoare, celulele de sarcină măsoară forța în experimente.
- Monitorizarea sarcinii: În construcții, celulele de sarcină monitorizează sarcina pe structuri pentru a asigura siguranța.
Pentru a crea o cântare simplă folosind o celulă de sarcină, urmați acești pași:
1. Selectați o celulă de sarcină: alegeți o celulă de sarcină cu o capacitate de greutate adecvată aplicației dvs.
2. Conectați celula de sarcină: utilizați designul schematic discutat mai devreme pentru a conecta celula de sarcină la un amplificator și microcontroler.
3. Programați microcontrolerul: scrieți un program pentru a citi ieșirea de la amplificator și a o converti în măsurători de greutate.
4. Afișați greutatea: utilizați un afișaj LCD sau LED pentru a afișa citirile de greutate.
Pentru a vă ajuta în continuare, iată un tutorial video care demonstrează cum să conectați o celulă de sarcină la un Arduino folosind un amplificator HX711:
Când lucrați cu celule de sarcină, este posibil să întâmpinați câteva probleme comune:
- Citiri inexacte: Asigurați-vă că celula de sarcină este calibrată corect. Utilizați greutăți cunoscute pentru a calibra sistemul.
- Zgomot în semnal: Dacă înregistrați zgomot în citiri, verificați conexiunile cablajului și asigurați-vă că amplificatorul este împământat corespunzător.
- Probleme cu sursa de alimentare: Asigurați-vă că sursa de alimentare oferă tensiunea și curentul corecte pentru celula de sarcină și amplificator.
Calibrarea este un pas critic în asigurarea măsurătorilor precise de la o celulă de sarcină. Procesul implică de obicei aplicarea greutăților cunoscute celulei de sarcină și înregistrarea semnalului de ieșire. Aceste date sunt apoi folosite pentru a crea o curbă de calibrare, care poate fi aplicată în software-ul microcontrolerului pentru a converti citirile brute în măsurători semnificative de greutate.
1. Calibrare la zero: Înainte de a aplica greutăți, asigurați-vă că celula de sarcină arată zero când nu este aplicată nicio sarcină. Acest lucru se face adesea prin ajustarea software-ului pentru a ține cont de orice compensare.
2. Calibrare span: Aplicați o greutate cunoscută și înregistrați rezultatul. Acest lucru ajută la determinarea sensibilității celulei de sarcină și la ajustarea software-ului în consecință.
3. Calibrare regulată: Se recomandă calibrarea periodică a celulei de sarcină, în special în aplicațiile industriale în care precizia este primordială.
Când selectați o celulă de sarcină pentru aplicația dvs., luați în considerare următorii factori:
- Capacitate: Alegeți o celulă de sarcină care poate face față sarcinii maxime așteptate fără a-și depăși capacitatea nominală.
- Precizie: Căutați celule de sarcină cu specificații de înaltă precizie, în special pentru aplicațiile care necesită măsurători precise.
- Condiții de mediu: Luați în considerare mediul de operare. Unele celule de sarcină sunt proiectate pentru condiții dure, în timp ce altele sunt potrivite pentru utilizare în interior.
- Factor de formă: Celulele de sarcină au diferite forme și dimensiuni. Asigurați-vă că celula de sarcină selectată corespunde cerințelor dumneavoastră de proiectare.
Ieșirea de la o celulă de sarcină este de obicei un semnal mic de tensiune care trebuie amplificat și condiționat înainte de a putea fi procesat de un microcontroler. Condiționarea semnalului poate implica:
- Amplificare: Utilizarea unui amplificator operațional sau a unui amplificator dedicat pentru celulă de sarcină (cum ar fi HX711) pentru a crește puterea semnalului.
- Filtrare: Implementarea filtrelor low-pass pentru a reduce zgomotul și a îmbunătăți calitatea semnalului.
- Conversie analog-digitală: Conversia semnalului analogic într-un format digital care poate fi citit de un microcontroler.
Integrarea unei celule de sarcină într-o schemă este un proces simplu odată ce înțelegeți componentele și conexiunile lor. Urmând pașii prezentați în acest articol, puteți proiecta cu succes un sistem care utilizează o celulă de sarcină pentru diverse aplicații. Indiferent dacă construiți o cântar simplă sau un sistem industrial complex, celulele de sarcină joacă un rol vital în măsurarea cu precizie a forței și greutății.
O celulă de sarcină este un dispozitiv complet care transformă forța într-un semnal electric, în timp ce un extensometru este o componentă care măsoară deformarea unui obiect. Celulele de sarcină folosesc de obicei extensometre ca parte a construcției lor.
Pentru a calibra o celulă de sarcină, aplicați greutăți cunoscute și înregistrați semnalul de ieșire. Ajustați software-ul pentru a ține cont de orice decalaj și creați o curbă de calibrare pentru a asigura măsurători precise.
Da, celulele de sarcină pot fi utilizate pentru măsurători dinamice, dar selecția celulei de sarcină și configurația de condiționare a semnalului sunt cruciale pentru a asigura citiri precise în condițiile de încărcare dinamică.
Celulele de sarcină sunt utilizate în mod obișnuit în cântare, automatizări industriale, măsurarea forțelor în laboratoare și monitorizarea sarcinii în aplicații de construcții și siguranță.
Pentru a depana citirile inexacte, verificați calibrarea, asigurați-vă conexiunile corecte de cablare, verificați tensiunea de alimentare și căutați orice probleme mecanice la instalarea celulei de sarcină.
