2024-07-24
خلايا حمولة مقياس التوتر هي أجهزة استشعار تستخدم لقياسقوة الوزنيتم استخدامها بشكل عام في أنظمة الوزن أو في أنظمة قياس القوة والضغط والتوتر.
يتم قراءة القوة المطبقة على خلية الحمل عن طريق قياس جهاز ميكانيكيالتشوهأن جهاز الاستشعار يحول إلىالإشارة الكهربائية في mV، تتناسب مع التشوه.
لكن كيف تعمل خلايا الحمل بالضبط؟
لفهم كيفية عمل خلية الحمل من الضروري أولاً النظر في كيفية تصنيعها.
تتكون خلية الحمل من جزأين:جسم ميكانيكيودائرة كهربائية.
يدعم الجسم الوزن أو القوة المطبقة على جهاز الاستشعار.
عادة ما تكون مصنوعة من الجودة العاليةالصلبأوالألومنيومهذه هي مواد قوية ولكنها مرنة أيضا قادرة على الخضوع لتشوه طفيف تحت الحمل والعودة إلى الموقف الأولي، والاستجابة للضغط.
لذا فإن هذه المواد تضمنالموثوقية الميكانيكيةوتوزيع متساو منالتشوه.
جسم خلية الحمل يحتويمقاييس التوتر، الموصلات الكهربائية المكونة من أسلاك معدنية رقيقة جدا من كونستانتان مرتبة في شبكة مع نمط زيغ زاغ ضيق ووضعها على فيلم من المواد العازلة.
يتم لصق مقاييس الإجهاد بشكل آمن في منطقة أكبر تشوه في جسم خلية الحمل ويتم توصيلها معا فيدائرة جسر ويتستون.
عندماقوةيتم تطبيقه على خلية الحمل، فإنه ينحني قليلا:المعدن يتشوهثم يعود إلى شكله الأصلي بمجرد إزالة الحمل.
الـمقاييس التوتر، متكاملة بالكامل مع جسم خلية الحمل ، تشوه مع سطحها ، وتمتد أو تقلص.
هذه الاختلافات الطفيفة في الحجم، والتي يتم التعبير عنها في الألفية من المليمتر (ميكرومترات أو ميكرونات) ، تسببتغيير في المقاومة الكهربائيةمن الموصلات التي تشكل مقاييس الإجهاد: عندما يتم تمديد الموصل ، تزداد مقاومته ؛ عندما يتم ضغطه ، تنخفض مقاومته.
مثال على جسر Wheatstone الكامل على خلية حمولة شعاع الانحناء.
يتم قياس التغير في المقاومة وتحويلها إلى إشارة متناسبةmV، من خلال توصيل مقاييس الضغط في جسر Wheatstone.
في حالة خلية الحمل التناظرية ، يتم معالجة الإشارة في mV من خلية الحمل بواسطةجهاز إرسالأو بواسطة جهاز خارجمؤشر الوزن، الذي يحولها إلى إشارة رقمية ويعرضها كقيمة للوزن.
في حالة خلية الحمل الرقمية ، يحدث هذا التحويل مباشرة داخل خلية الحمل نفسها.
وأخيراً، يمكن نقل قيمة الوزن إلى جهاز كمبيوتر شخصي أو جهاز تحكم محمول من خلال مخرج تناظري أو حافلة ميدانية.
خلايا الحمل، التي رأينا مؤخرًا تكوينها وتشغيلها الأساسي، هي أجهزة استشعار متعددة الاستخدامات للغاية.
في الواقع، فإنها توفر أداء دقيق في العديد من التطبيقات المختلفةالقطاعات:
اعتماداً على الخصائصالتطبيقات، الخلايا الحمل مصممة مع الأشكال والأبعادالخصائص التي يمكن أن تكون مختلفة جدا عن بعضها البعض.
