มุมมอง: 222 ผู้แต่ง: Tina เผยแพร่เวลา: 2024-11-22 Origin: เว็บไซต์
เมนูเนื้อหา
- ความสำคัญของระดับแรงดันไฟฟ้า
ความสำคัญของแรงดันไฟฟ้ากระตุ้น
ประเภทของเซลล์โหลดและข้อกำหนดการกระตุ้น
ปัญหาทั่วไปเกี่ยวกับสัญญาณกระตุ้น
แนวคิดขั้นสูงที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณการกระตุ้นของเซลล์โหลด
- 1. จะเกิดอะไรขึ้นถ้าแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นต่ำเกินไป?
- 2. ฉันสามารถใช้ AC แทน DC สำหรับเซลล์โหลดที่น่าตื่นเต้นได้หรือไม่?
- 3. ฉันควรปรับเทียบเซลล์โหลดบ่อยแค่ไหน?
- 4. ฉันควรทำอย่างไรถ้าโหลดเซลล์ของฉันให้การอ่านที่ไม่แน่นอน?
- 5. มีแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นสูงสุดหรือไม่?
เซลล์โหลดเป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในระบบการวัดต่าง ๆ แปลงแรงกลเป็นสัญญาณไฟฟ้า ทำความเข้าใจกับสัญญาณกระตุ้นของก โหลดเซลล์ มีความสำคัญต่อการตรวจสอบการวัดที่แม่นยำในการใช้งานตั้งแต่เครื่องชั่งอุตสาหกรรมไปจนถึงเครื่องทดสอบที่แม่นยำ บทความนี้นำเสนอแนวคิดของสัญญาณกระตุ้นความสำคัญของพวกเขาและวิธีที่พวกเขาส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเซลล์โหลด
โหลดเซลล์เป็นประเภทของตัวแปลงสัญญาณที่แปลงแรงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ประเภทที่พบมากที่สุดคือเซลล์โหลดความเครียดซึ่งทำงานบนหลักการของการเปลี่ยนแปลงความต้านทานในเกจวัดความเครียดเมื่ออยู่ภายใต้ความเครียดเชิงกล
เมื่อใช้แรงกับเซลล์โหลดมันจะเปลี่ยนรูปเล็กน้อย การเสียรูปนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานในเกจวัดความเครียดที่ติดอยู่ซึ่งส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า ความสัมพันธ์ระหว่างแรงที่ใช้และสัญญาณเอาต์พุตมักจะเป็นเส้นตรงทำให้สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ
เซลล์โหลดมีหลายประเภทแต่ละชนิดเหมาะสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ:
- เซลล์โหลดความเครียด: ประเภทที่พบมากที่สุดโดยใช้มาตรวัดความเครียดเพื่อวัดการเสียรูป
- เซลล์โหลด capacitive: การวัดเหล่านี้เปลี่ยนแปลงในความจุที่เกิดจากแรงที่ใช้
- เซลล์โหลดนิวเมติก: การใช้ความดันอากาศเหล่านี้เพื่อวัดน้ำหนักและมักจะใช้ในสภาพแวดล้อมที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อาจล้มเหลว
- เซลล์โหลดไฮดรอลิก: สิ่งเหล่านี้ทำงานบนหลักการของความดันของเหลวและเหมาะสำหรับการโหลดหนัก
การทำความเข้าใจประเภทเหล่านี้ช่วยในการเลือกเซลล์โหลดที่เหมาะสมสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ
สัญญาณกระตุ้นหมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่ส่งไปยังเซลล์โหลดเพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง แรงดันไฟฟ้านี้จำเป็นสำหรับการเปิดวงจรภายในและสร้างสัญญาณเอาต์พุตที่สอดคล้องกับแรงที่ใช้
- ประเภท: แรงดันไฟฟ้ากระตุ้นอาจเป็นกระแสตรง (DC) หรือกระแสสลับ (AC) โดย DC เป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในการใช้งานโหลดเซลล์
- ขนาด: แรงดันไฟฟ้ากระตุ้นทั่วไปมีตั้งแต่ 5V ถึง 15V ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของเซลล์โหลด
- ความเสถียร: แรงดันไฟฟ้ากระตุ้นที่มั่นคงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวัดที่แม่นยำ ความผันผวนอาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดในสัญญาณเอาต์พุต
ระดับของแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นส่งผลกระทบต่อลักษณะประสิทธิภาพของเซลล์โหลดอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่นแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มความไว แต่อาจเพิ่มระดับเสียงรบกวนหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม ดังนั้นการปรับสมดุลปัจจัยเหล่านี้จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพที่ดีที่สุด
แรงดันไฟฟ้ากระตุ้นมีบทบาทสำคัญในการกำหนดความไวและความแม่นยำของการวัดของเซลล์โหลด
แรงดันไฟฟ้ากระตุ้นที่สูงขึ้นโดยทั่วไปจะเพิ่มความไวของเซลล์โหลดทำให้สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงที่มีขนาดเล็กลง ตัวอย่างเช่นโหลดเซลล์ที่มีเอาต์พุตที่ได้รับการจัดอันดับ 2 mV/V จะสร้างเอาต์พุต 20 mV เมื่อตื่นเต้นกับ 10V ที่ความจุเต็ม ความไวที่เพิ่มขึ้นนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูงเช่นการทดสอบในห้องปฏิบัติการหรือกระบวนการควบคุมคุณภาพ
แรงดันไฟฟ้ากระตุ้นยังมีผลต่อช่วงการวัดของเซลล์โหลด การกระตุ้นที่สูงขึ้นสามารถขยายช่วงนี้ทำให้เซลล์โหลดสามารถวัดแรงขนาดใหญ่ได้โดยไม่มีความอิ่มตัว อย่างไรก็ตามต้องใช้ความระมัดระวังไม่เกินความสามารถในการจัดอันดับสูงสุดของเซลล์โหลดเนื่องจากอาจนำไปสู่ความเสียหายถาวร
เพื่อแสดงให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้ามีผลต่อเอาต์พุตอย่างไร:
หากเซลล์โหลดมีความจุ 1,000 กิโลกรัมและความไวของเอาต์พุต 2 mV/v ที่แรงดันไฟฟ้ากระตุ้น 10V:
-
text {สัญญาณเอาต์พุต} = text {แรงดันไฟฟ้ากระตุ้น} times text {sensitivity} = 10 , text {v} times 2 , text {mv/v} = 20 , text {mv}}
-
ซึ่งหมายความว่าที่ความจุเต็ม (1,000 กิโลกรัม) โหลดเซลล์จะสร้างสัญญาณเอาต์พุต 20 mV
เซลล์โหลดประเภทต่าง ๆ มีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับสัญญาณกระตุ้น:
เหล่านี้เป็นประเภทที่พบบ่อยที่สุดและโดยทั่วไปจะต้องมีแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นระหว่าง 5V และ 15V DC พวกเขาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความแม่นยำและความน่าเชื่อถือ
เซลล์โหลด capacitive มักจะต้องการแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นที่ต่ำกว่า แต่สามารถให้ความไวสูงกว่าเมื่อเทียบกับประเภทมาตรวัดความเครียด เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการเสียรูปน้อยที่สุด
ประเภทเหล่านี้ทำงานแตกต่างกันและไม่พึ่งพาการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า แต่พวกเขาใช้แรงดันของเหลวเพื่อวัดแรง เซลล์นิวเมติกมักใช้ในระบบชั่งน้ำหนักที่การรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์อาจเป็นปัญหา
เมื่อเลือกโหลดเซลล์สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะให้พิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เช่น:
- ความสามารถในการโหลด: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซลล์โหลดที่เลือกสามารถจัดการน้ำหนักที่คาดหวังสูงสุด
- สภาพแวดล้อม: เซลล์โหลดบางเซลล์เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงกว่าเซลล์อื่น ๆ
- ความไวที่ต้องการ: กำหนดว่าแอปพลิเคชันของคุณจะต้องมีความละเอียดอ่อนตามข้อกำหนดการวัดอย่างไร
การเดินสายที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นถึงเซลล์โหลดโดยไม่มีการรบกวนหรือการสูญเสีย
เซลล์โหลดความเครียดส่วนใหญ่ใช้การกำหนดค่าสี่สาย:
- การกระตุ้นเชิงบวก (E+)
- การกระตุ้นเชิงลบ (e-)
- สัญญาณบวก (s+)
- สัญญาณลบ (s-)
การกำหนดค่านี้ช่วยลดข้อผิดพลาดที่เกิดจากความต้านทานในสายไฟที่เชื่อมต่อเซลล์โหลดกับแหล่งพลังงาน
การเดินสายที่ไม่เหมาะสมสามารถนำไปสู่หลายประเด็น:
- แรงดันไฟฟ้าหยด: การวิ่งสายยาวอาจทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างมีนัยสำคัญหากไม่มีขนาดอย่างถูกต้อง
- สัญญาณรบกวนเสียงรบกวน: สายเคเบิลที่ไม่มีการป้องกันอาจรับสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าจากอุปกรณ์ใกล้เคียง
- การเชื่อมต่อที่ไม่ถูกต้อง: การใช้งานผิดอาจส่งผลให้เกิดสัญญาณย้อนกลับหรือแม้กระทั่งความเสียหายต่อเซลล์โหลด
การสอบเทียบเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจว่าเซลล์โหลดให้การอ่านที่แม่นยำภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ
1. ใช้น้ำหนักที่รู้จัก: ใช้น้ำหนักที่สอบเทียบเพื่อใช้แรงที่รู้จักกับเซลล์โหลด
2. บันทึกสัญญาณเอาต์พุต: วัดสัญญาณเอาต์พุตที่สอดคล้องกับน้ำหนักที่ใช้แต่ละอัน
3. ปรับการตั้งค่า: หากจำเป็นให้ปรับการตั้งค่าการสอบเทียบตามความแตกต่างระหว่างค่าที่คาดหวังและค่าที่วัดได้
4. การทดสอบซ้ำ: ทำซ้ำจนกว่าจะได้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกัน
การสอบเทียบปกติช่วยให้มั่นใจได้ว่าการล่องลอยในความแม่นยำในการวัดเมื่อเวลาผ่านไปได้รับการแก้ไข ปัจจัยต่าง ๆ เช่นการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิการสึกหรอเชิงกลหรือแม้กระทั่งสภาพแวดล้อมอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพ
หลายประเด็นอาจเกิดขึ้นเกี่ยวข้องกับสัญญาณกระตุ้นที่อาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำในการวัด:
ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นสามารถนำไปสู่สัญญาณเอาต์พุตที่ไม่สอดคล้องกัน การใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมสามารถลดปัญหานี้และตรวจสอบให้แน่ใจว่าการทำงานที่มั่นคงภายใต้เงื่อนไขที่แตกต่างกัน
เสียงรบกวนทางไฟฟ้าสามารถรบกวนสัญญาณเอาต์พุตจากเซลล์โหลด สายเคเบิลป้องกันและเทคนิคการต่อสายดินที่เหมาะสมสามารถช่วยลดระดับเสียงรบกวนได้อย่างมีนัยสำคัญ
เกินขีด จำกัด ที่ระบุไว้ในแรงดันไฟฟ้าหรือแรงกระตุ้นอาจส่งผลให้เกิดความเสียหายอย่างถาวรต่อทั้งมาตรวัดความเครียดและวงจรภายในภายในเซลล์โหลดเอง
ในขณะที่เทคโนโลยีวิวัฒนาการดังนั้นวิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณกระตุ้น:
เซลล์โหลดดิจิตอลรวมไมโครโปรเซสเซอร์ในตัวที่จัดการกับการประมวลผลสัญญาณภายในให้ความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นและลดความไวต่อการรบกวนเสียงรบกวนเมื่อเทียบกับระบบอะนาล็อก
เทคโนโลยีไร้สายช่วยให้สามารถตรวจสอบระยะไกลได้โดยไม่ต้องเชื่อมต่อทางกายภาพ อย่างไรก็ตามระบบเหล่านี้ยังคงต้องการกลยุทธ์การจัดการพลังงานที่เหมาะสมสำหรับการกระตุ้นภายใน
การทำความเข้าใจกับสัญญาณกระตุ้นของเซลล์โหลดเป็นพื้นฐานสำหรับการบรรลุการวัดที่แม่นยำในการใช้งานที่หลากหลาย ด้วยการให้แรงดันไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพและเหมาะสมในขณะที่พิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เช่นการกำหนดค่าการเดินสายและแนวทางปฏิบัติในการสอบเทียบผู้ใช้สามารถมั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพที่ดีที่สุดจากเซลล์โหลดของพวกเขา-ข้อมูลที่เชื่อถือได้ที่สำคัญสำหรับการวิเคราะห์และกระบวนการตัดสินใจในอุตสาหกรรมตั้งแต่การผลิตผ่านการตั้งค่าการวิจัยทางวิทยาศาสตร์
หากแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นต่ำเกินไปอาจส่งผลให้สัญญาณเอาต์พุตไม่เพียงพอจากเซลล์โหลดที่นำไปสู่การวัดที่ไม่ถูกต้องโดยรวมเนื่องจากส่วนใหญ่เนื่องจากไม่มีพลังงานเพียงพอที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เหมาะสมภายในส่วนประกอบวงจรของตัวเอง!
ในขณะที่แอปพลิเคชันบางอย่างอาจอนุญาตให้ใช้ AC อย่างไรก็ตามการออกแบบที่พบบ่อยที่สุดใช้ DC เนื่องจากเป็นหลักเนื่องจากมีความมั่นคงและความน่าเชื่อถือมากขึ้นตลอดระยะเวลาการดำเนินงานเมื่อเทียบกับกระแสสลับกันซึ่งผันผวนอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา!
ความถี่การสอบเทียบขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการใช้งานอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตามโดยทั่วไปการพูดแนะนำอย่างน้อยหนึ่งครั้งทุกปีหรือหลังจากการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเกิดขึ้นภายในสภาพแวดล้อม/โหลดที่มีประสบการณ์ในระหว่างรอบการทำงาน!
เริ่มต้นด้วยการตรวจสอบการเชื่อมต่อทั้งหมดอย่างละเอียดเพื่อให้มั่นใจว่าทุกอย่างยังคงปลอดภัย ถัดไปตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรมีอยู่โดยไม่มีความผันผวนที่เกิดขึ้นในช่วงระยะเวลาการวัด - หากปัญหายังคงมีอยู่พิจารณาการปรับเทียบใหม่/แทนที่ส่วนประกอบที่ผิดพลาดตามต้องการ!
ใช่แน่นอน! เกินขีด จำกัด ที่ระบุสูงสุดอาจสร้างความเสียหายให้กับชิ้นส่วนภายในดังนั้นมักจะอ้างอิงโดยตรงไปยังข้อกำหนดของผู้ผลิตก่อนที่จะใช้แรงดันไฟฟ้าใด ๆ เกินกว่าช่วงความปลอดภัยที่แนะนำ!
