2024-07-24
Τα κύτταρα φόρτωσης μετρητών πίεσης είναι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται για τη μέτρησηδύναμη βάρουςΧρησιμοποιούνται γενικά σε συστήματα ζύγισης ή σε συστήματα μέτρησης δύναμης, συμπίεσης και τάσης.
Η δύναμη που ασκείται στην κυψέλη φορτίου διαβάζεται μετρώντας ένα μηχανικόπαραμόρφωσηότι ο αισθητήρας μετατρέπει σε έναΗλεκτρικό σήμα σε mV, ανάλογο με την παραμόρφωση.
Αλλά πώς ακριβώς λειτουργεί ένα κύτταρο φορτίου;
Για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ένα κύτταρο φορτίου είναι πρώτα απ' όλα αναγκαίο να εξετάσουμε πώς είναι κατασκευασμένο.
Το κύτταρο φορτίου αποτελείται από δύο μέρη:μηχανικό σώμακαι έναηλεκτρικό κύκλωμα.
Το σώμα υποστηρίζει το βάρος ή τη δύναμη που ασκείται στον αισθητήρα.
Γενικά είναι κατασκευασμένο από υψηλής ποιότηταςχάλυβαήαλουμίνιοΠρόκειται για ισχυρά αλλά και ελαστικά υλικά, ικανά να υποστούν μια μικρή παραμόρφωση κάτω από φορτίο και να επιστρέψουν στην αρχική θέση, ανταποκρινόμενα στην πίεση.
Επομένως, τα υλικά αυτά εξασφαλίζουνμηχανική αξιοπιστίακαι μια ομοιόμορφη κατανομή τωνπαραμόρφωση.
Το σώμα της κυψέλης φορτίου περιέχειμετρητές πίεσης, ηλεκτρικοί αγωγοί που αποτελούνται από πολύ λεπτούς μεταλλικούς καλωδίους από σταθεράντα που διατίθενται σε πλέγμα με σφιχτό σχήμα ζιγκ ζαγκ και εφαρμόζονται σε ένα φιλμ μονωτικού υλικού.
Οι μετρητές ελαστικότητας κολλούνται σταθερά στην περιοχή της μεγαλύτερης παραμόρφωσης του σώματος της κυψέλης φορτίου και συνδέονται μεταξύ τους σε έναΚύκλος γέφυρας Wheatstone.
Όταν έναδύναμηεφαρμόζεται σε κύτταρο φορτίου, λυγίζει ελαφρώς:το μέταλλο παραμορφώνεταικαι στη συνέχεια επιστρέφει στην αρχική του μορφή μόλις αφαιρεθεί το φορτίο.
Ημετρητές πίεσης, ενσωματωμένη πλήρως στο σώμα του κυψελού φορτίου, παραμορφώνονται μαζί με την επιφάνεια του, τεντώνονται ή συρρικνώνονται.
Αυτές οι μικρές διακυμάνσεις του μεγέθους, εκφρασμένες σε χιλιοστά χιλιοστών (μικρομέτρα ή μικρόμετρα),αλλαγή της ηλεκτρικής αντίστασηςΟι διακυμάνσεις μεταξύ των καλωδίων που αποτελούν τους μετρητές ελαστικότητας: όταν ένας αγωγός τεντώνεται, η αντίστασή του αυξάνεται· όταν συμπιέζεται, η αντίστασή του μειώνεται.
Παράδειγμα πλήρους γέφυρας Wheatstone σε κύτταρο φόρτωσης κάμψης δέσμης.
Η μεταβολή της αντίστασης μετράται και μετατρέπεται σε αναλογικό σήμα που εκφράζεται σεmV, μέσω της σύνδεσης των μετρητών τάσης σε μια γέφυρα Wheatstone.
Στην περίπτωση ενός αναλογικού κυψελού φορτίου, το σήμα σε mV του κυψελού φορτίου επεξεργάζεται από έναμεταδότηςή από εξωτερικόδείκτης βάρους, το οποίο το μετατρέπει σε ψηφιακό σήμα και το εμφανίζει ως τιμή βάρους.
Στην περίπτωση ψηφιακής κυψέλης φορτίου, η μετατροπή αυτή πραγματοποιείται απευθείας μέσα στην ίδια την κυψέλη φορτίου.
Τέλος, η τιμή βάρους μπορεί να μεταδοθεί σε υπολογιστή ή PLC μέσω αναλογικής εξόδου ή πεδινής λεωφορείας.
Τα κύτταρα φορτίου, των οποίων η σύνθεση και η βασική λειτουργία έχουμε δει εν συντομία, είναι εξαιρετικά ευέλικτοι αισθητήρες.
Στην πραγματικότητα, προσφέρουν ακριβείς επιδόσεις σε πολλές διαφορετικές εφαρμογές και είναι απαραίτητες σε πολλέςΤομείς:
Ανάλογα με το συγκεκριμένοΕφαρμογές, οι κυψέλες φορτίου έχουν σχεδιαστεί με σχήματα, διαστάσεις καιχαρακτηριστικά που μπορεί να είναι πολύ διαφορετικά μεταξύ τους.
