هل تعرف ما هو جهاز استشعار الوزن

هل تعرف ما هو جهاز استشعار الوزن

ما هو مستشعر الوزن؟
جهاز استشعار الوزن - يشار إليه أحيانًا باسم وحدة "القوة" أو "الوزن" أو "الوزن" - هو جهاز استشعار يحول الحمل الذي يعمل عليه إلى مخرج قابل للقياس (تقنية أو رقمية).الناتج متناسب مع القوة المطبقة أو الحملبعد ذلك، سوف نقدم كيفية استخدام أجهزة استشعار الوزن وأنواع مختلفة من أجهزة استشعار الوزن لقياس القوة.
ويتم تحقيق التحويل من خلال التشوه الفيزيائي لمقياس التوتر، والذي يجمع مع هيكل جهاز الاستشعار المزن.يتم توصيل مقياس التوتر إلى دائرة جسر Wheatstone مع أربعة مقياسات التوتر (جسر كامل)، اثنين من الأدوات (نصف الجسر) ، أو أداة واحدة (ربع الجسر). باستخدام نصف الجسر والربع الجسر ، يتم استكمال الجسر باستخدام جهاز مراقبة دقيق.
تكوين المقاومات القابلة للربط الإضافية في دائرة الجسر لتعويض تأثير درجة الحرارة على إشارات الصفر أو عدم الحمل والحساسية (بسبب الإخراج الناجم عن الحمل المطبق ،بالإضافة إلى مقاومة أخرى لجعل الجسر غير فعال عند تفريغها).

يتطلب جسر Wheatstone المكتمل مصدر طاقة ثابت لمواصلة التردد لإثارة الدائرة. عادة ما يكون هذا 5VDC أو 10Vdc ، ولكن يمكن أن يكون أي قيمة من 1VDC إلى 18Vdc.
عندما يتم تطبيق الضغط على مقياس التوتر اللاصق ، يحدث تغيير في المقاومة ، مما يسبب عدم توازن جسر Wheatstone.هذا يوفر إشارة الخروج التي هي متناسبة خطيا مع قيمة التوترقيمة هذه الإشارة تتناسب أيضاً مع فولتاج الإثارة، عادةً بضعة ملي فولت.
خيارات الإخراج لمستشعرات الوزن
هذه الإشارات منخفضة المستوى مللي فولت متوافقة مع العديد من أدوات قياس التوتر المخصصة. تشمل هذه الأدوات العروض الرقمية والمضخات التناظرية والرقمية.سيقوم مكبر التناظرية النموذجي بتوليد مستويات أعلى من الجهد (0-5VDC0-10VDC) أو التيار (0-20mA، 4-20mA) لمعالجة لاحقة.
عادةً ما توفر مكبرات الصوت الرقمية مخرجات RS232 أو RS422 أو RS485 باستخدام بروتوكول ASCII العالمي أو مجموعة من البروتوكولات المتخصصة الخاصة بالصناعة التي تم تطويرها ، مثل Modbus.تم تقليل حجم كل من الأدوات التناظرية والرقمية (تصغيرها) بما فيه الكفاية للسماح بتثبيت العناصر داخل جسم أجهزة الاستشعار للوزن أو القوة.
يتم تمييز تصميم أجهزة استشعار الوزن من خلال نوع إشارة الإخراج التي تولدها (نيوماتيكية أو هيدروليكية أو كهربائية) أو من خلال الطريقة التي تكتشف فيها الأحمال أو الأوزان (الانحناء أو القص ،الضغط، التوتر، الخ).
لتلبية أغراض مختلفة في البحوث والتطبيقات الصناعية، يمكن أن تتخذ أجهزة استشعار الوزن أشكالًا متعددة. ومع ذلك، فإن معظم التصاميم اليوم تستخدم مقاييس الإجهاد كعناصر استشعار،باستخدام الألواح أو أشباه الموصلات.

يوفر مقياس الألواح أوسع مجموعة من خيارات تصميم أجهزة الاستشعار لوزن، مما يجعله في كثير من الأحيان الأكثر استخداما. يوفر نمط مقياس الإجهاد قياساتوقوى القطع.
أجهزة قياس الإجهاد شبه الموصل لديها نطاق وضع أصغر ، ولكن لديها مزايا أصغر وتوفر عامل نطاق كبير ، مما يؤدي إلى إنتاج أكبر تحت نفس الضغط الممنوح.بسبب هذه الخصائص، وهي تميل إلى استخدامها في تصميم أجهزة استشعار الوزن المصغرة. إثبات أن الحلقة تستخدم لقياس الحمل، باستخدام حلقات معدنية معايرة،ويتم قياس حركتها باستخدام أجهزة استشعار تحريك دقيقة.

مبدأ عمل جهاز استشعار وزن شيان
مقاييس التوتر تحويل الحمل الذي يعمل عليها إلى إشارات كهربائية. جهاز القياس نفسه مربوط بالعصا أو المكون الهيكلي وعندما يتم تطبيق القوة،يتم تشويه الحزمة أو المكونات الهيكليةفي معظم الحالات ، يتم استخدام أربعة مقاييس للجهد لتحقيق الحساسية القصوى وتعويض درجة الحرارة. عادة ما تكون أدوات اثنتان في حالة تمدد واثنتان في حالة ضغط ،ويتم توصيلها من خلال تعديل التعويضعندما يتم تطبيق حمولة، فإن التوتر سيؤدي إلى تغيير مقاومة الحمل بنسبة إلى الحمل. حيث تستمر إصدارات مقياس التوتر في تحسين دقةها مع تقليل تكاليف الوحدة.مستشعرات الوزن الأخرى أصبحت غير شعبية بشكل متزايد.
تصاميم أجهزة استشعار الوزن المبكرة استخدمت ببساطة مقاييس الضغط لقياس الضغط المباشر، الذي تم إدخاله في المكونات المعدنية عند تعرضها لقوى الشد أو الضغط.
تصميم الحزمة المنحنية يستخدم مقاييس التوتر لمراقبة الإجهاد في عنصر الاستشعار عندما يتعرض لقوى الانحناء.تم اعتماد قياس ضغط القطع كطريقة أكثر فعالية لتحديد الحمل، لأنه يعتمد أقل على اتجاه القوة المطبقة على مستشعر الحمل.
وتشمل أنواع أخرى من أجهزة استشعار الوزن أجهزة استشعار الوزن الهيدروليكية (أو الهيدروليكية) والهوائية والبيزو الكهربائية وأجهزة استشعار الوزن الاهتزازية.