İçerik Menüsü
>> 1. Algılama öğesinin hazırlanması
>> 2. Gerinim göstergelerinin kablolanması
>> 3. Sinyal amplifikasyonu ve kondisyonlama
>> 4 Mikrodenetleyici entegrasyonu
● Başvuru
● Çözüm
>> 1. DIY tork sensörünün doğruluğu nedir?
>> 2. Tork sensörüm için doğru gerinim göstergelerini nasıl seçerim?
>> 3. DIY tork sensörümü yüksek hızlı uygulamalar için kullanabilir miyim?
>> 4. Tork sensörümü ne sıklıkla kalibre etmeliyim?
>> 5. Tork ölçümlerinde bazı yaygın hata kaynakları nelerdir?
İnşaat sürecine dalmadan önce, bir tork sensörünün ne olduğunu ve nasıl çalıştığını anlamak önemlidir. Tork dönüştürücü veya tork ölçer olarak da bilinen bir tork sensörü, burulma mekanik girişini bir elektrik çıkış sinyaline dönüştürür. İki ana tür vardır Tork sensörleri :
1. reaksiyon tork sensörleri
2. Dönen tork sensörleri
Her iki tip de, gerinim göstergeleri, piezoelektrik kristaller, kapasitif algılama ve manyetik alan varyasyonları dahil olmak üzere torku ölçmek için çeşitli transdüksiyon prensiplerini kullanır.
Temel bir tork sensörü oluşturmak için aşağıdaki malzemelere ihtiyacınız olacak:
- Arduino Kurulu (örn., Arduino Mega)
- LCD Kalkanı
- Yük hücresi
- Sinyal amplifikatörü
- gerinim göstergeleri
- soket uzantısı veya şaft
- Yapıştırıcılar (süper tutkal, sıcak tutkal)
- Teller ve konektörler
- lehimleme ekipmanı
- 3D yazıcı veya zanaat malzemeleri (isteğe bağlı)
Tork sensörünüzü oluşturmanın ilk adımı algılama öğesini hazırlamaktır. Bu kılavuz için, yaygın olarak mevcut ve nispeten ucuz olan gerinim göstergeleri kullanmaya odaklanacağız.
1. Algılama öğeniz olarak uygun bir şaft veya soket uzantısı seçin.
2. Uygun yapışmayı sağlamak için yüzeyi iyice temizleyin.
3. Gerinim göstergelerinin konumlarını şaftın eksenine 45 derecelik bir açıda işaretleyin.
4. Gerinim göstergelerini işaretli konumlara takmak için süper tutkal uygulayın.
Gerinim göstergeleri güvenli bir şekilde takıldıktan sonra, onları bağlama zamanı:
1. Gerinim göstergelerini bir Wheatstone Köprüsü konfigürasyonuna bağlayın.
2. Mil dönüşüne paraziti en aza indirmek için ince, esnek kablolar kullanın.
3. Bağlantıları korumak ve gerinim rahatlama sağlamak için sıcak tutkal veya silikon sızdırmazlık maddesi uygulayın.
Gerinim göstergeleri tarafından üretilen elektrik sinyali tipik olarak çok zayıftır ve amplifikasyon gerektirir:
1. Buğday taşı köprüsü çıkışını bir enstrümantasyon amplifikatörü gibi bir sinyal amplifikatörüne bağlayın.
2. İstenen hassasiyeti elde etmek için amplifikatörün kazancını ayarlayın.
3. Sinyaldeki gürültüyü azaltmak için gerekli filtrelemeyi uygulayın.
Tork ölçümlerini işlemek ve görüntülemek için bir Arduino kartı kullanacağız:
1. Amplifiye sinyalini Arduino'daki bir analog girişe bağlayın.
2. Ölçümleri görüntülemek için Arduino'ya bir LCD kalkan ekleyin.
3. Sensör girişini okumak ve tork değerlerini hesaplamak için Arduino eskizini yazın ve yükleyin.
Doğru tork ölçümleri için uygun kalibrasyon çok önemlidir:
1. Bilinen tork değerlerini kalibre edilmiş ağırlıklar veya referans tork anahtarı kullanarak sensöre uygulayın.
2. Bilinen her tork değeri için sensör çıkışını kaydedin.
3. Sensör okumalarını tork değerlerine dönüştürmek için bir kalibrasyon eğrisi veya denklem oluşturun.
4. Arduino eskizinizde kalibrasyonu uygulayın.
Tork sensörünüzü korumak ve güvenilir ölçümler sağlamak için:
1. Tasarım ve 3D sensör bileşenleri için bir muhafaza yazdırın (veya oluşturun).
2. Sensörü test kurulumunuza veya makinelerinize takmak için montaj noktaları oluşturun.
3. Dönen şaftla uygun hizalamayı ve minimum parazit sağlayın.
Tork sensörü tasarımlarını geliştirmek isteyenler için şu gelişmiş teknikleri düşünün:
Gerinim göstergelerini kullanmak yerine, manyetoelastik veya yüzey akustik dalga (SAW) sensörleri gibi temassız yöntemleri keşfedebilirsiniz. Bu teknolojiler dayanıklılık ve azaltılmış bakım açısından avantajlar sunar.
Dönen tork sensörlerinde kayma halkaları ihtiyacını ortadan kaldırmak için Bluetooth veya Wi-Fi modüllerini kullanarak kablosuz veri iletimini uygulayın.
Çok çeşitli çalışma koşullarında doğruluğu artırmak için sıcaklık sensörleri ve telafi algoritmalarını dahil edin.
DIY tork sensörleri aşağıdakiler dahil olmak üzere çeşitli uygulamalarda kullanılabilir:
1. Otomotiv Testi ve Geliştirme
2. Robotik ve otomasyon
3. Rüzgar türbini verimliliği izleme
4. Malzeme testi ve karakterizasyonu
5. Spor Ekipmanı Performans Analizi
Kendi tork sensörünüzü oluşturmak, makine mühendisliği, elektronik ve programlamayı birleştiren ödüllendirici bir projedir. Bu kılavuzda belirtilen adımları izleyerek, ticari sensörlerin maliyetinin bir kısmı için fonksiyonel bir tork ölçüm cihazı oluşturabilirsiniz. DIY sensörleri profesyonel sınıf ekipmanının hassasiyetiyle eşleşmese de, birçok uygulama için değerli bilgiler sağlayabilir ve mükemmel bir öğrenme deneyimi olarak hizmet edebilirler.
Bir DIY tork sensörünün doğruluğu, kullanılan bileşenlerin kalitesi, kalibrasyon hassasiyeti ve çevresel koşullar dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlıdır. Dikkatli inşaat ve kalibrasyonla, tam ölçekli aralığın% 1-5'inde doğruluklar elde edebilirsiniz. Ancak, yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalar için profesyonel sınıf sensörleri önerilir.
Gerinim göstergelerini seçerken aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurun:
- Direnç (tipik olarak 120Ω veya 350Ω)
- Gösterge faktörü (gerginliğe duyarlılık)
- Sıcaklık Tazminatı
- Şaft çapınız için uygun boyut ve şekil
En iyi sonuçlar için tork ölçüm uygulamaları için özel olarak tasarlanmış gerinim göstergelerini seçin.
DIY tork sensörleri orta hızlı uygulamalar için kullanılabilir, ancak yüksek hızlı kullanım ek zorluklar getirebilir. Dönen sensörler için, uygun dengelemeyi sağlayın ve çok yüksek hızlı uygulamalar için manyetoelastik sensörler gibi temassız yöntemleri kullanmayı düşünün.
Kalibrasyon frekansı, sensörün kullanımına ve çevre koşullarına bağlıdır. Genel bir kural olarak:
- İnşaattan sonra bir başlangıç kalibrasyonu gerçekleştirin
- Düzenli kullanım için her 6-12 ayda bir yeniden kalibre edin
- Aşırı sıcaklıklara veya mekanik şoklara maruz kaldığında daha sık kalibre edin
Tork ölçümlerinde yaygın hata kaynakları şunları içerir:
- Sensör veya şaftın yanlış hizalanması
- Gerinim göstergesi performansını etkileyen sıcaklık değişimleri
- Elektromanyetik parazit
- Algılama elemanında mekanik histerezis
- yetersiz sinyal koşullandırma veya filtreleme
Bu faktörlerin ele alınması, DIY tork sensörünüzün doğruluğunu ve güvenilirliğini önemli ölçüde artırabilir.
