تأثير القوة الجانبية على أجهزة استشعار وزن الجسر والعمود والاختلافات في سيناريوهات استخدامها
في التشغيل الفعلي لأنظمة الوزنأجهزة الاستشعار لا تحمل فقط أحمال الوزن المحوري عموديا على السطح تحمل القوة ولكن أيضا غالبا ما تواجه تدخل القوة الجانبية على طول الاتجاه الأفقي أو الميلكحمل غير مستهدف، فإن القوة الجانبية تعطل الحالة المثالية للجهاز الاستشعار، مما يؤدي إلى انخفاض دقة القياس أو حتى تلف الأجهزة.بسبب الاختلافات المتأصلة في التصميم الهيكلي ومبادئ تحمل القوة، أجهزة استشعار الوزن من نوع الجسر والعمود لديها قدرات مختلفة للغاية على تحمل القوى الجانبية هذه المقالة سوف تبدأ مع آلية تأثير قوة جانبية، مقارنة خصائص القوة المضادة للجانب من أجهزة الاستشعار اثنين، وتصنيف بشكل منهجي الاختلافات المتطلبات الأساسية في سيناريوهات تطبيقها.
تشير القوة الجانبية إلى الحمل غير المستهدف الذي يعمل على الجسم المرن للمستشعر على طول الاتجاهات الأفقية أو الميمنة أو الدوارة (الابتعاد عن اتجاه القوة المحورية للمستشعر ،عادة عمودية) أثناء الوزنويشمل بشكل رئيسي ثلاثة أنواع: الضغط العرضي / السحب، قوة القطع، وعزم التواء. على الرغم من أنه ليس الكائن الذي يجب قياسه بواسطة نظام الوزن،هذه القوة هي مصدر التداخل الرئيسي الذي يسبب أخطاء القياس.
ترتبط القوة الجانبية ارتباطًا وثيقًا بنمط التشغيل وحالة المعدات في سيناريو التطبيق. يمكن تصنيف السيناريوهات الشائعة إلى ثلاثة أنواع:
-
التداخل الديناميكي أثناء التشغيل
- على سبيل المثال: عندما تقوم شاحنة النقل بنقل برميل إلى منصة الوزن، يؤدي الاصطدام الأفقي بين البرميل والمنصة إلى توليد قوة عرضية.عندما يلتقط ذراع الروبوت مواد لوزنها، تشكل قوة الثبات في حركة الذراعين قوة جانبية مائلة؛ عندما ينقل الحزام النقل المواد ، يتحول تحيز الحمل الناجم عن تحريك المواد إلى قوة القطع الجانبية.
-
أخطاء تركيب المعدات ومعاييرها
- إذا لم يكن سطح تركيب جهاز الاستشعار مستويًا (لديه زاوية ميل) ، يتم تفكيك الحمل المحوري إلى مكون جانبي ؛ عندما يتم الجمع بين أجهزة استشعار متعددة للوزن ،إن الانحرافات في المسافة بين أجهزة الاستشعار أو نقاط القوة تمنع نقل حمولة محورية موحدة، وتشكيل عزم الدوران الالتواء؛ أثناء المعايرة ، يؤدي التبديل في وضع الأوزان إلى ضغط جانبي محلي.
-
الآثار على البيئة وظروف العمل
- في ورشات العمل ذات الاهتزازات القوية ، يتم نقل الاهتزاز الدوري من تشغيل المعدات إلى جهاز الاستشعار ، مما يشكل قوة الاصطدام العرضي ؛ عند وزن خزانات الخلط أو أوعية التفاعل ،قوة الطرد المركزي من تدوير المواد الداخلية تتحول إلى قوة جانبية؛ أجهزة الوزن في الهواء الطلق (مثل الميزانات الشاحنة) تتعرض للرياح القوية تحمل القوة الجانبية الأفقية من أحمال الرياح.
تصميمات هيكلية أجهزة استشعار الوزن من نوع الجسر والعمود تؤدي إلى اختلافات كبيرة في آليات الاستجابة،ومخاطر الأضرار عند التعرض للقوة الجانبيةيمكن تحليل هذا من ثلاثة أبعاد: بنية الجسم المرنة، تخطيط مقياس التوتر، وتأثير الأداء.
المعروف أيضًا باسم أجهزة الاستشعار من نوع الحزمة ، أجهزة استشعار الوزن من نوع الجسر تتميز بتركيب أساسي من "شكل I" ، "شكل مربع" ، أو "ثقب مزدوج" الحزم المرنة.يتم توصيل العوارض إلى منصة الوزن / القاعدة عن طريق النهايات الثابتة على جانبي، مع مقاييس الإجهاد المرفقة بمنطقة تحمل القوة في الوسط.
-
التكيف في الاتجاه مع صلابة الهيكللحظة قطر الشعبية للشعاع المرن أكبر بكثير من نظيره المحوري ، مما يعطيه صلابة شائكة للغاية. على سبيل المثال ،جهاز استشعار من نوع الجسر ذو الحمل الاسمي 5t لديه مقاومة حمل عرضية بنسبة 30 ٪ ٪ من الحمل المحوري (iعندما تعمل القوة الجانبية عليه ، فإن التشوه العرضي للشعاع المرن هو 0.005mm فقط 0.01mm أقل بكثير من 0.1mm0.تشويه 15 ملم تحت الحمل المحوري لذلك من غير المرجح حدوث تشويه غير مقصود.
-
العزل الاتجاهي لمقاييس التوترمقاييس الإجهاد مثبتة فقط على السطحين العلوي والسفلي للشعاع المرن ، واتجاه شبكاتها الحساسة يتماشى مع الاتجاه المحوري.فهي حساسة فقط إلى "الجهد المضغوط الشد" الناجم عن الأحمال المحوريةعلى النقيض من ذلك ، فإن "جهد القطع" أو "جهد الانحناء" الناجم عن القوى الجانبية (على سبيل المثال ، القطع العرضي ، عزم التواء) عمودي على الاتجاه الحساس لمقاييس التوتر ،لذلك لا يمكن تحويلها إلى إشارات كهربائية صالحةوبالتالي، فإن تأثير خطأ القوة الجانبية على أجهزة الاستشعار من نوع الجسر عادة ما يتم التحكم فيه ضمن 0.1% FS (المقياس الكامل) ، وبعض النماذج عالية الدقة يمكن أن تقلل من هذا حتى إلى 0.05% FS.
تجدر الإشارة إلى أنه إذا تجاوزت القوة الجانبية حد مقاومة الحمل للمستشعر من نوع الجسر (عادة ما يكون 50٪ من الحمل المحوري) ، فقد يخضع الحزمة المرنة لتشوه ثني دائم.هذا يتجلى كزيادة الجهاز الاستشعار صفر الانجراف (تجاوز 0.02٪ FS / °C) وتقلص خطية ، مما يؤدي إلى فقدان لا رجعة فيه لدقة القياس.
الهيكل المرن لجهاز استشعار الوزن من نوع العمود له بنية أسطوانية أو frustoconical،مع مقاييس الإجهاد مثبتة بالتساوي على طول الاتجاه المحيطي لجانب الأسطوانة (عادة 4 أو 8 قطع)، تشكل دائرة قياس كاملة). عندما تكون تحت الضغط ، فإنها تولد إجهادًا عن طريق الضغط المحوري للسيلندر. يكمن العيب الأساسي لهذه الهيكل في"وحدة الصلابة المحورية العرضية"- الفرق في لحظة الثبات بين الشرائح المتقاطعة المحورية والعرضية للجسم المرن الأسطواني ضئيل ،و صلابتها العرضية هي فقط 1/31/5 من جهاز استشعار من نوع الجسروبالتالي فإن القوة الجانبية تسبب بسهولة تشوه لا رجعة فيه للجسم المرن ، مع تأثيرات محددة على النحو التالي:
يجب أن تكون رسالتك بين 20-3000 حرف!