Η κατανόηση της μέτρησης της δύναμης και των συσκευών που χρησιμοποιούνται για αυτήν, δεν είναι ιδιαίτερα δύσκολη. Το μόνο που χρειάζεστε είναι να κατανοήσετε τα βασικά των κυψελών φορτίου και έναν εύχρηστο οδηγό για να σας δώσει αυτή τη γνώση. Εδώ στο Michigan Scientific, σας καλύψαμε.
Ας εξερευνήσουμε περισσότερα σχετικά με τα κελιά φόρτωσης—τι είναι, πώς λειτουργούν και πότε μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα.
Τα κελιά φόρτωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ανιχνεύσουν πότε ένα αντικείμενο ασκεί δύναμη. Μπορείτε επίσης να τα χρησιμοποιήσετε για να παρακολουθείτε τις αλλαγές στη δύναμη που εφαρμόζεται με την πάροδο του χρόνου. Σε ορισμένες εφαρμογές, οι κυψέλες φορτίου χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση της παρουσίας δύναμης μετρώντας την τάση σε μια επιφάνεια λόγω της εισόδου. Η παραμόρφωση είναι μια απόκριση παραμόρφωσης σε μια επιφάνεια λόγω ασκούμενου φορτίου. Όταν εφαρμόζεται μια δύναμη, η φόρτιση μετατρέπει αυτήν την ενέργεια σε ηλεκτρικό σήμα.
Τι είναι τα Load Cells;
Τα κύτταρα φορτίου είναι φυσικά στοιχεία, γνωστά και ως μετατροπείς. Μεταγωγείς μπορεί να μετατρέψει μια μορφή ενέργειας σε μια άλλη μορφή ενέργειας. που σημαίνει ότι εάν ασκήσετε δύναμη σε μια κυψέλη φορτίου, μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρικό σήμα.
Αυτό το σήμα θα έχει μέγεθος που είναι ευθέως ανάλογο με τη δύναμη που εφαρμόζεται, καθιστώντας ευκολότερη τη μέτρηση.
Ποιοι είναι οι τύποι κυψελών φορτίου;
Υπάρχουν διάφοροι τύποι Φορτίστε τα κελιά. Οι τρεις πιο συνηθισμένες είναι οι μετρητές καταπόνησης, οι υδραυλικές και οι πνευματικές κυψέλες φορτίου. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν τρεις εύκολοι τρόποι για μια κυψέλη φορτίου να μεταφράσει μια ασκούμενη δύναμη σε μετρήσιμη ένδειξη. Η Michigan Scientific εξειδικεύεται τόσο σε κυψέλες φορτίου με μετρητή καταπόνησης, όσο και σε κυψέλες φόρτισης προσαρμοσμένων μετρητών καταπόνησης.
Και ενώ υπάρχουν άλλοι τύποι κυψελών φορτίου, εφαρμόζονται λιγότερο συχνά.
Κυψέλες φόρτισης μετρητή παραμόρφωσης: Μηχανικό στοιχείο
Οι κυψέλες φόρτισης μετρητών καταπόνησης είναι μηχανικής φύσης. Αυτό το μηχανικό στοιχείο χρησιμοποιεί ένα μετρητή τάσης ή πολλαπλούς μετρητές καταπόνησης, προκειμένου να ανιχνεύσει μια παραμόρφωση που προκαλείται από τη δύναμη που εφαρμόζεται.
Οι μετρητές καταπόνησης ποικίλλουν συχνά ως προς το μέγεθος, τα υλικά παραγωγής, ακόμη και τη μηχανική ρύθμιση, προκειμένου να φιλοξενήσουν διαφορετικά φορτία. Μπορούν επίσης να έχουν διαφορετικές ευαισθησίες ανάλογα με τον προορισμό τους. Παρόλο που έχουν διαφορετικά σχέδια, όλοι οι μετρητές καταπόνησης λειτουργούν με την ίδια ιδέα, μετατρέποντας την εκτροπή σε αλλαγή αντίστασης.
Οι συνήθεις μετρητές καταπόνησης αποτελούνται από ένα πολύ λεπτό σύρμα ή φύλλο σε σχήμα πλέγματος, όπου μια γραμμική αλλαγή στην ηλεκτρική αντίσταση μπορεί να προκληθεί με την ανίχνευση καταπόνησης λόγω δύναμης, βάρους ή πίεσης σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Υπάρχει συχνά αντίσταση βάσης 120Ω, 350Ω ή 1,000Ω.
Όπως σημειώθηκε παραπάνω, κάθε μετρητής καταπόνησης μπορεί να έχει διαφορετικά επίπεδα ευαισθησίας. Αυτό εκφράζεται ως ο «συντελεστής μέτρησης» ή GF και ορίζεται ως ο λόγος της κλασματικής αλλαγής στην ηλεκτρική αντίσταση προς την κλασματική παραμόρφωση προς την κατεύθυνση που εφαρμόζεται η δύναμη (ή η τάση).
Gauge Factor = GF = (∆R/R)/(∆L/L) = (∆R/R)/ε, όπου ε = καταπόνηση
Υδραυλικές κυψέλες φορτίου: Ρύθμιση εμβόλου και κυλίνδρου
Οι υδραυλικές κυψέλες φορτίου, από την άλλη πλευρά, χρησιμοποιούν συμβατικές διατάξεις κυλίνδρων και εμβόλων για να δείξουν τη μεταβολή της πίεσης. Η κίνηση του εμβόλου μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό του βάρους του αντικειμένου μετρώντας την αλλαγή της πίεσης σε έναν συνδεδεμένο σωλήνα Bourdon.
Πνευματικές κυψέλες φόρτισης: Χρήση πίεσης αέρα
Τέλος, οι πνευματικές κυψέλες φορτίου χρησιμοποιούν την πίεση αέρα για να έχουν τα ίδια αποτελέσματα. Η πίεση αέρα εφαρμόζεται στο ένα άκρο ενός διαφράγματος, το οποίο στη συνέχεια διαφεύγει μέσω του ακροφυσίου που βρίσκεται στο κάτω μέρος της κυψέλης φορτίου.
Τόσο οι υδραυλικές όσο και οι πνευματικές κυψέλες φορτίου λειτουργούν καλά σε εργαστηριακό περιβάλλον με στατικά φορτία. Οι κυψέλες φόρτισης μετρητών καταπόνησης είναι πολύ χρήσιμες για δυναμικά φορτία και επιτόπιες δοκιμές.