الهيكل الداخلي ومبدأ العمل لجهاز الوزن / مستشعر التوتر
أجهزة استشعار الوزن هي جهاز قياس. عندما تتعرض لقوة خارجية، فإنها تولد إشارة كهربائية في محطة إخراجها.أجهزة استشعار الوزن من نوع مقياس التوتر هي واحدة من أكثر الأنواع شيوعاً، تستخدم لقياس الوزن. ستقدم هذه المقالة مبدأ عمل ومواصفات أجهزة استشعار الوزن.
ما هو مستشعر الوزن؟
أجهزة استشعار الوزن هي نوع منمحول القوةجهاز استشعار هو جهاز يحول شكلًا من أشكال الطاقة إلى إشارة كهربائية قابلة للقراءة. على وجه التحديد ، يقوم جهاز استشعار الوزن بتحويل القوة إلى جهد يمكن قراءته بواسطة المعدات الإلكترونية.أجهزة استشعار الوزن الأكثر استخداما في الحياة اليومية هيمقياس الإجهادالنوع: موجود في جميع أجهزة قياس الوزن تقريباً.
كيف يعمل جهاز استشعار الوزن؟
داخل جهاز استشعار الوزن، هناك مادة مقاومة رقيقة للغاية مربوطة بواحد من الأساسات المرنة. عندما تعمل قوة خارجية على جسم جهاز الاستشعار،يتشوه الركيزة المرنة ، مما يجبر المادة المقاومة على التشوه معهامع تغير أبعاد الشريط المقاوم ، تتغير قيمة المقاومة أيضًا.
ومع ذلك ، فإن التغيير في المقاومة صغير للغاية بالنسبة للمادة المقاومة الكلية الأصلية عادة ما تكون من النطاق 1:100هذا يجعل قياس قيمة المقاومة المطلقة بشكل مباشر صعب جدا.
لحل هذا، يتم ترتيب المواد المقاومة على الركيزة المرنة في تكوين دائرة يدعىجسر (ويثستون)هذا الجسر هو ترتيب على شكل ماس للمقاومات ، مع مقاومة واحدة على كل جانب (كما هو موضح في الرسم البياني أدناه).
كيف يعمل جسر حجر القمح
يتم تطبيق فولتاج إثارة عبر زوج واحد من قطاعات الجسر الشكل الماسية ، ويتم قراءة إشارة الجهد الخارجي عبر الزوج الآخر من القطاعات:
عندما لا يتم تطبيق قوة خارجية: جميع المقاومات لها نفس القيمة. كل "ذراع" من الجسر تعمل كقسمة لجهد،لذا فجهد الخروج من كل ذراع يساوي 0V مما يؤدي إلى 0V الخروج (بما أن نقاط الخروج هي في منتصف الطريق بين المقسمين).
عندما يتم تطبيق قوة خارجية: تغير قيمة المقاومة ، مما يغير الجهد على ذراعها. وهذا يخلق فرقًا صغيرًا في الجهد في محطات الإخراج.
كيفية استخدام جهاز استشعار الوزن
إنّه منخفض جداً، ويأتي من مصدر عالية العائق (مقسّم المقاومة).تكييف الإشارةمطلوب:
الدوائر تحتاجعائق المدخلات العالي(لتجنب تأثيرات الحمل على القسمة).
إنه يحتاجرفض الوضع الشائع العالي(بما أن الجهد المطلق لكل ذراع هو نصف جهد الإثارة).
إنه يحتاجمكاسب متباينة عالية(لتضخيم الفرق الصغير في الجهد).
هذا عادة ما يتم معمكبر الأجهزة(على سبيل المثال، AD620 مع مكاسب 100): 1mV من الجهد المدخل يصبح 100mV من الناتج. على سبيل المثال، إذا كان الناتج الكامل للجسر هو ± 25mV، فإن مكبر الصوت يخرج ± 2.5V.