مستشعر الوزن - القوة الرئيسية للقياس

مستشعر الوزن - القوة الرئيسية للقياس

1تعريف وأهمية أجهزة استشعار الوزن

أجهزة استشعار الوزن هي جهاز يحول الجاذبية أو وزن الكائن إلى إشارة كهربائية قابلة للقياس. يلعب دورًا حاسمًا في العديد من المجالات مثل الصناعة الحديثة والخدمات اللوجستيةو التجارةسواء كان ذلك يزن ويقيس المواد الخام والمنتجات النهائية في المصانع، والتحكم بدقة في وزن البضائع في النقل اللوجستي،أو وزن البضائع في المعاملات التجارية، أجهزة استشعار الوزن توفر بيانات قياس موثوقة وهي مكونات رئيسية لتحقيق القياس ومراقبة الجودة.

2、 مبدأ عمل مستشعر الوزن
مبادئ العمل المشتركة لأجهزة استشعار الوزن تشمل أساسا ما يلي:
مبدأ مقياس الإجهاد المقاوم: الاستفادة من خصائص سلك المقاومة المعدنية الذي يطول وينخفض تحت التوتر ، مما يؤدي إلى زيادة في المقاومة.عندما يتم تشويه العنصر المرن على جهاز الاستشعار الوزن بواسطة جاذبية الكائن، فإن مقياس الإجهاد المقاوم المرفق بالعنصر المرن يخضع أيضًا للإجهاد ، مما يؤدي إلى تغيير في قيمة المقاومة.عن طريق قياس تغير المقاومة والحساب وفقا للصيغة المقابلة، يمكن الحصول على معلومات عن وزن الجسم.
مبدأ سعة: يعمل على أساس مبدأ أن المسافة أو الثابتة الكهربائية بين لوحات المكثف تتغير بسبب وزن الكائن الذي يتم قياسه ،مما يؤدي إلى تغيير في قيمة القدرةعلى سبيل المثال، عندما يتم وضع كائن على لوحات مستشعر الوزن السعة، فإن المسافة بين لوحات تتغير قليلا، مما يسبب تغيير في سعة.من خلال اكتشاف هذا التغير في السعة وتحويله، يمكن الحصول على بيانات وزن الجسم.
المبدأ الاستقراعي: السمة التي تتغير فيها قيمة الاستقراعية لملف استقراعي مع تحرك أو قوة الكائن المقياس. على سبيل المثال في بعض أجهزة الاستشعار الموزنة الاستقراعية،عندما تطبق كائن الضغط لتحريك الهيكل، فإنه يسبب تغييرا في الدائرة المغناطيسية للفكرة الحثية، مما يؤدي إلى تغيير في قيمة الحثية. يتم تحديد وزن الجسم عن طريق قياس تغير قيمة الحثية.
3、 تكوين أجهزة استشعار الوزن
بشكل عام، أجهزة استشعار الوزن تتكون أساسا من الأجزاء التالية:
عنصر مرن: إنه أحد المكونات الأساسية لمستشعر الوزن ، والذي يمكن أن ينتج تشوه مرن تحت القوة الخارجية.عادة ما تكون مواد المكونات المرنة ذات قوة عالية ونموذج مرن، مثل سبيكة الصلب ، سبيكة الألومنيوم ، إلخ. تصميم شكلها متنوع ، بما في ذلك العمود والحلقة والحزمة ، إلخ. الأشكال المختلفة مناسبة لسيناريوهات القياس المختلفة وأنماط الإجهاد.مثلاً، عادة ما تستخدم العناصر المرنة الأسطوانية لتحمل ضغوط محورية أكبر ، في حين أن العناصر المرنة للشعاع أكثر حساسية لقياس قوى الانحناء.
مقاييس التوتر: يتم ربط مقاييس التوتر بالمكونات المرنة للكشف عن توتر المكونات المرنة. تشمل مقاييس التوتر الشائعة مقاييس التوتر المعدنية ومقاييس توتر أشباه الموصلات.مقاييس الضغط المعدنية لها مزايا الاستقرار الجيد والدقة العالية، في حين أن مقاييس الإجهاد شبه الموصل لديها سمة الحساسية العالية. عندما يتشوه العنصر المرن،سوف ينتج مقياس التوتر تغييرات مماثلة في المقاومة أو الخصائص الفيزيائية الأخرى.
دائرة القياس: الوظيفة الرئيسية للدارة القياسية هي تحويل الإشارات الفيزيائية مثل تغيرات المقاومة، وتغيرات السعة،أو تغيرات الحثية الناتجة عن مقاييس الضغط إلى إشارات كهربائية، ويقوم بتضخيم، وتصفية، وتحويل التناظرية إلى الرقمية، وغيرها من المعالجة لنقل الإشارة اللاحقة، وعرض، وتحليل. على سبيل المثال،في جهاز استشعار لوزن نوع الإجهاد المقاوم، عادة ما تستخدم دائرة جسر Wheatstone لقياس تغير المقاومة لمقياس التوتر.
الغلاف والجهاز الوقائي: يلعب الغلاف دورًا في حماية المكونات الداخلية للمستشعر من التأثيرات البيئية الخارجية مثل الغبار والرطوبة والمواد المآكلة ، إلخ.يمكن أن يتضمن الجهاز الوقائي أيضا مقاومة للماء، الغطاء المقاوم للغبار ، جهاز حماية من الإفراط في الحمل ، الخ. يمكن أن يحمي جهاز حماية الإفراط في الحمل المستشعر من الأضرار عندما يتعرض للضرب الخارجي المفرط أو الإفراط في الحمل ،والجهاز الاستشعار لا يزال يمكن أن تعمل بشكل طبيعي في البيئات القاسية أو الحالات غير الطبيعية.

4تصنيف أجهزة استشعار الوزن
هناك طرق مختلفة لتصنيف أجهزة استشعار الوزن ، وهذه بعض طرق التصنيف الشائعة:
تصنيف حسب مبدأ العمل:
جهاز استشعار الوزن من نوع الجهد المقاوم: يستخدم على نطاق واسع ، مع مزايا مثل الدقة العالية والاستقرار الجيد ، مناسبة لمختلف سيناريوهات الوزن.
جهاز استشعار وزن سعة: لديه خصائص الحساسية العالية والاستجابة الديناميكية الجيدة.ويستخدم عادة في الحالات التي تتطلب فيها دقة قياس عالية وسرعة استجابة.
مستشعر الوزن الاستقراعي: له مزايا البنية البسيطة والموثوقية العالية ، ويستخدم على نطاق واسع في بعض البيئات الصناعية المحددة.
التصنيف حسب الكائن المقاس:
جهاز استشعار لوزن نقطة واحدة: عادة ما يستخدم لقياس وزن أو قوة الأجسام الأصغر ، مثل الميزان الإلكتروني والميزان.
أجهزة استشعار لوزن الأشعة: مناسبة لقياس وزن الأجسام الكبيرة ، مثل الميزانات للسيارات وميزانات الأرض ، إلخ.
جهاز استشعار وزن عجلات العجلات: لديه مقاومة عالية للحمل الغريب والحمل الزائد ، ويستخدم عادة لقياس وزن معدات الرفع الكبيرة وأوعية الضغط ، إلخ.