Apakah Anda tahu apa itu sensor penimbangan?

Apakah Anda tahu apa itu sensor penimbangan?

Apa itu sensor penimbangan?
Sensor penimbangan - kadang-kadang disebut sebagai unit "gaya", "penimbangan" atau "berat" - adalah sensor yang mengubah beban yang bekerja padanya menjadi keluaran yang terukur (analog atau digital). Keluaran sebanding dengan gaya atau beban yang diterapkan. Selanjutnya, kita akan memperkenalkan cara menggunakan sensor penimbangan dan berbagai jenis sensor penimbangan untuk pengukuran gaya.
Konversi dicapai melalui deformasi fisik dari pengukur regangan, yang dikombinasikan dengan struktur sensor penimbangan. Pengukur regangan dihubungkan ke rangkaian jembatan Wheatstone dengan empat pengukur regangan (jembatan penuh), dua instrumen (jembatan setengah), atau satu instrumen (jembatan seperempat). Menggunakan jembatan setengah dan jembatan seperempat, jembatan diselesaikan menggunakan monitor presisi.
Konfigurasikan resistor yang dapat diikat tambahan dalam rangkaian jembatan untuk mengkompensasi dampak suhu pada sinyal nol atau tanpa beban dan sensitivitas (karena keluaran yang disebabkan oleh beban yang diterapkan, ditambah resistor lain untuk membuat jembatan tidak efektif saat tidak ada beban).

Jembatan Wheatstone yang selesai memerlukan catu daya DC yang stabil untuk merangsang rangkaian. Ini biasanya 5VDC atau 10Vdc, tetapi bisa berupa nilai apa pun dari 1VDC hingga 18Vdc.
Ketika tegangan diterapkan pada pengukur regangan perekat, perubahan resistansi terjadi, menyebabkan jembatan Wheatstone menjadi tidak seimbang. Ini memberikan sinyal keluaran yang sebanding secara linier dengan nilai tegangan. Nilai sinyal ini juga sebanding dengan tegangan eksitasi, biasanya beberapa milivolt.
Pilihan keluaran untuk sensor penimbangan
Sinyal milivolt tingkat rendah ini kompatibel dengan berbagai instrumen pengukur regangan yang disesuaikan. Instrumen ini termasuk tampilan digital, penguat analog dan digital. Penguat analog tipikal akan menghasilkan tingkat tegangan yang lebih tinggi (0-5VDC, 0-10VDC) atau arus (0-20mA, 4-20mA) untuk pemrosesan selanjutnya.
Penguat digital biasanya menyediakan keluaran RS232, RS422, atau RS485 menggunakan protokol ASCII universal atau berbagai protokol industri khusus yang lebih khusus yang dikembangkan, seperti Modbus. Ukuran instrumen analog dan digital telah dikurangi (diminaturisasi) cukup untuk memungkinkan item dipasang di dalam badan sensor penimbangan atau gaya.
Desain sensor penimbangan dibedakan oleh jenis sinyal keluaran yang mereka hasilkan (pneumatik, hidrolik, atau listrik) atau dengan metode mereka mendeteksi beban atau berat (pembengkokan, geser, kompresi, tegangan, dll.).
Untuk memenuhi berbagai tujuan dalam penelitian dan aplikasi industri, sensor penimbangan dapat mengambil banyak bentuk. Namun, sebagian besar desain saat ini menggunakan pengukur regangan sebagai elemen penginderaan, menggunakan foil atau semikonduktor.

Pengukur foil menyediakan berbagai pilihan desain sensor penimbangan, menjadikannya seringkali yang paling umum digunakan. Pola pengukur regangan menyediakan pengukuran gaya tarik, tekan, dan geser.
Pengukur regangan semikonduktor memiliki rentang mode yang lebih kecil, tetapi memiliki keunggulan yang lebih kecil dan menyediakan faktor skala yang besar, menghasilkan keluaran yang lebih besar di bawah tegangan yang sama. Karena karakteristik ini, mereka cenderung digunakan dalam desain sensor penimbangan miniatur. Buktikan bahwa cincin digunakan untuk pengukuran beban, menggunakan cincin logam yang dikalibrasi, dan gerakannya diukur menggunakan sensor perpindahan presisi.

Prinsip kerja sensor penimbangan Xi'an
Pengukur regangan mengubah beban yang bekerja padanya menjadi sinyal listrik. Instrumen pengukur itu sendiri terikat pada balok atau komponen struktural, dan ketika gaya diterapkan, balok atau komponen struktural berubah bentuk. Dalam banyak kasus, empat pengukur regangan digunakan untuk mencapai sensitivitas maksimum dan kompensasi suhu. Dua instrumen biasanya dalam keadaan meregang dan dua dalam keadaan tertekan, dan dihubungkan melalui penyesuaian kompensasi. Ketika beban diterapkan, regangan akan menyebabkan resistansi beban berubah secara proporsional dengan beban. Karena versi pengukur regangan terus meningkatkan akurasinya sambil mengurangi biaya unit, sensor penimbangan lainnya menjadi semakin tidak populer.
Desain sensor penimbangan awal hanya menggunakan pengukur regangan untuk mengukur tegangan langsung, yang diperkenalkan ke komponen logam ketika dikenakan gaya tarik atau tekan.
Desain balok melengkung menggunakan pengukur regangan untuk memantau tegangan pada elemen penginderaan ketika dikenakan gaya lentur. Baru-baru ini, pengukuran tegangan geser telah diadopsi sebagai metode penentuan beban yang lebih efektif, karena kurang bergantung pada arah gaya yang diterapkan pada sensor beban.
Jenis sensor penimbangan lainnya termasuk sensor penimbangan hidrolik (atau hidrostatik), pneumatik, piezoelektrik, dan kawat bergetar.