Как подобрать тензодатчики по весу

Полезная информация

Диапазон измерений датчика: Выберите нагрузку, которую должен измерять датчик.

Выходной сигнал: Стандартный выходной сигнал тензодатчика равен 2.0mV/V.

Направление нагрузки: Определите, какой тип нагрузки должен измерять датчик — растяжение или сжатие, или же оба этих показателя.

Диапазон рабочих температур: Определите температурные условия, при которых будет эксплуатироваться датчик, и в соответствии с этим требованиями выбирайте сам тензодатчик.

Материал: Из какого материала должен быть произведен корпус датчика? Мы предлагаем тензодатчики, сделанные из алюминиевого сплава, стали и нержавеющей стали.

Крепление: Выберите самый удобный способ крепления: внутренняя или наружная резьба, линейное, боковое, фланцевое крепление, крепление через монтажное отверстие и прочие способы установки.

Точность: Определите, насколько точным должен быть датчик. Погрешность измерения у различных датчиков отличается. Тензодатчики наиболее дешевые по цене имеют сравнительно низкую точность, что делает их непригодными для высокоточных измерений.

Защита от условий внешней среды: Должен ли быть датчик защищен от негативного влияния внешней среды? Если да, то в этом случае в нашем каталоге имеются датчики с защитой от интерференции, электромагнитного поля, взрывов, проникновения пыли или воды.

Прочие требования: Требуется ли кабель и какой длины, какого типа должно быть электрическое
соединение и т.д.

Шаг 2. Изучите параметры тензодатчика

Для каждого датчика в каталоге указаны следующие параметры:

Нагрузка: максимальная осевая нагрузка, которую может измерить датчик. При выборе нагрузки рекомендуется также учитывать небольшой резерв сверх запланированной нагрузки.

Номинальный выходной сигнал: сигнал, посылаемый датчиком при приложении нагрузки,
выражается в mV/V.

Чувствительность: мельчайшее изменение в механическом воздействии на датчик, которое создает разницу в выходном сигнале.

Нулевой баланс: выходной сигнал датчика без приложения к нему силы.

Степень расхождения: максимальная возможная разница между показаниями датчика, используемого в нескольких идентичных измерениях.

Нелинейность: максимальное отклонение калибровочной кривой от прямой линии, проведенной между показателем без приложения силы и показателем при достижении номинальной нагрузки.

Гистерезис: максимальная разница между выходными показателями при измерении одной и той же нагрузки: в первом случае при увеличении нагрузки с нуля, а во втором при уменьшении нагрузки с номинального уровня.

Ползучесть: изменения в показателях находящегося под постоянной нагрузкой тензодатчика, происходящие с течением времени. Чаще всего ползучесть измеряется на протяжении 30 минут.

Безопасное превышение допустимой нагрузки: максимальная нагрузка, которой может подвергаться датчик без появления сдвига в последующих измерениях. Выражается в процентах от нагрузки (например: 150% F.S.).

Предельное превышение допустимой нагрузки: максимальная нагрузка, которой может подвергаться датчик без физического разрушения датчика. Выражается в процентах от нагрузки (например: 200% F.S.)

Компенсированный рабочий диапазон: диапазон температур, при котором тензодатчик может поддерживать номинальный выходной сигнал и нулевой баланс согласно заявленным характеристикам.

Рабочий температурный диапазон: диапазон температур, при котором датчик может работать без изменений в заявленных показателях.

Влияние температуры при нуле: изменения в нулевом балансе по причине изменения температуры.

Влияние температуры на выходящий сигнал: изменения выходного сигнала по причине изменения температуры.

Собственная частота: частота свободных колебаний в условиях отсутствия нагрузки.

Шаг 3. Выберите тензодатчик, подходящий Вашим требованиям

Сравните Ваши требования к датчику с параметрами тензодатчика. Если какой-то параметр отличается от запланированного Вами, мы готовы изготовить такой тензодатчик под заказ — с учетом тех характеристик, что нужны именно Вам.

При изготовлении датчика на заказ вы можете задавать следующие параметры:

• Нагрузка
• Выходной сигнал (mV,0-5V,0-10V,0-20mA,4-20mA)
• Материал (Алюминиевый сплав, сталь, нержавеющая сталь)
• Размер
• Электрическое подключение
• Класс защиты
• Рабочая температура
• Прочие важные для Вас параметры

Платформенные весы: особенности и расчет датчиков

Платформенные весы — один из популярных типов весовых терминалов широко используемых на производственных предприятиях, в сельском хозяйстве и ряде других отраслей. Конструктивно состоят из металлической платформы квадратной или прямоугольной формы, закрепленной над полом на одной или четырех опорах. Тензодатчики устанавливаются непосредственно в колонны. Значения, поступающие с них, суммируются для получения итоговой массы.

Особенности и назначение

От обычных весов платформенные отличаются большим пределом измерения массы и возможностью взвешивания крупногабаритных грузов. Размер площадки зависит от габаритов взвешиваемых объектов: живого скота, сыпучих грузов, паллетированных товаров и пр.

Использование тензодатчиков вместо системы пружин и противовесов имеет ряд преимуществ. Подвижные элементы в датчиках этого типа отсутствуют. Это обеспечивает высокую точность измерения веса целевого объекта и надежность конструкции платформенных весов.

Площадка, как правило, выполняется из металла с антикоррозийным покрытием. С такой поверхности легко удаляются загрязнения, бактерии. Толщина металла выбирается исходя из массы взвешиваемых объектов, вероятности возникновения ударной нагрузки при помещении их на платформу.

Существует два основных типа конструкций: с одной опорой площадки и четырьмя. При расчете конструкции учитывается максимальная масса взвешиваемых объектов, их габариты и степень вероятности ударной нагрузки. Например, при взвешивании мешков с цементом массой до 50 кг необходимо использование четырех опор. Одноточечное крепление площадки быстро выйдет из строя под воздействием ударной нагрузки.

В случае разработки платформ для взвешивания длинногабаритных грузов, возможна установка более четырех точек крепления. Такие конструкции разрабатываются под заказ для установки на конкретном объекте.

Расчет датчиков

• Форма и размер платформы. Как правило, платформа имеет прямоугольную форму. Геометрические размеры сторон прямоугольника зависят от массы и габаритов взвешиваемых объектов. Так, для взвешивания паллетированных грузов до 2 тонн требуется площадка 1200 на 1200 мм и более.
• Количество датчиков. Для платформенных весов применяются две типовые схемы: с одним датчиком и с четырьмя. Первый способ измерения массы используется в настольных моделях, до 30-60 кг. Четыре тензодатчика требуются для мощных напольных систем, на которых взвешиваются объекты от 1 до 25 тонн и более. Размер площадки при однодатчиковой конструкции составляет не более 800×600 мм. При больших габаритах сложно обеспечить положение груза строго по центру на площадке с одной центральной опорой, что снижает точность взвешивания. Образуется эффект рычага, вносящий погрешность.
• Расположение тензодатчиков. В конструкции однодатчиковых моделей под площадкой устанавливается прочная металлическая крестовина. По ее центру располагается один тензодатчик, передающий показания на весовой контроллер. В четырехдатчиковых весах тензорные датчики стоят в четырех опорах площадки. Они подключаются к сумматору или контроллеру, складывающего отдельные показания для получения итогового значения. Положение груза на площадке имеет низкое влияние на точность измерения массы по сравнению с однодатчиковой.
• Дальность подключения. Максимальное расстояние от аналогового тензодатчика до контроллера должно составлять не более 200 метров. При большей дальности возможно образование помех, снижающих точность измерения.
• Выбор датчиков. Тип тензодатчиков выбирается в зависимости от конструкции платформенных весов. Подобрать нужную модель можно в специализированном разделе каталога компании ТОКВЕС. Для каждого типа имеются узлы встройки, облегчающие установку датчиков в опоры платформы и компенсирующие перекосы, температурные расширения и другие явления, вносящие погрешность в измерения.
• Исполнение тензодатчика. Выбор осуществляется по двум показателям: максимально допустимой измеряемой массе и исполнению корпуса. Расчет тензодатчиков для платформенных весов по максимальной массе производится исходя из конструкции: одно- или четырехдатчиковая. В последнем случае вес, приходящийся на каждую опору, в среднем в 4 раза ниже суммарного.
• Компенсация ударной нагрузки. Также необходимо использовать запас на компенсацию ударной нагрузки исходя из особенностей процесса взвешивания. При падении взвешиваемого объекта на центр площадки со скоростью 0,2 м/с, его вес увеличивается на 54 %. Если падение происходит на угол, то перегрузка тензодатчика в опоре возрастает на 300%. Минимизировать удар позволяют специальные системы и узлы встройки.

Инженеры компании ТОКВЕС помогут рассчитать конструкцию и тензодатчики для платформенных весов исходя из технических требований заказчика. Использование весовых компонентов от российского производителя позволит снизить стоимость проекта. Мы гарантируем грамотную техническую консультацию и надежную поддержку силами инженеров-разработчиков оборудования.

• Тензодатчики
• Весовые терминалы
• Соединительные коробки
• Весовые преобразователи
• Аксессуары

Как выбрать тензодатчик и комплектующие для весового оборудования?

Этот вопрос легко решается, если следовать советам компании ЮНИВЕС. Сначала поймём, что такое тензометрический датчик?
Силоизмерительный тензодатчик предназначен для преобразования усилий (механических деформаций) в электрический сигнал и применяется как комплектующее изделие в весах, весодозирующих и силоизмерительных устройствах.

Чтобы не ошибиться при выборе тензодатчика необходимо однозначно представлять себе следующие технические вопросы:

1. Возможные варианты размещения датчиков (датчика) в весовом устройстве в зависимости от его конструкции и предназначения.
Возможно, ваша система взвешивания будет монтироваться на одном датчике либо Вы планируете использовать несколько датчиков. В случае, если центр тяжести находится ниже места крепления тензодатчика Вам следует обратить внимание на S-образные датчики растяжения. Если центр тяжести находится выше места крепления тензодатчиков Вам потребуются датчики сжатия. В случае использования одного датчика сжатия обратите внимание на алюминиевые датчики. Если используется несколько — на конструкции узлов встройки для выбранного типа датчика.

2. Максимальная удельная нагрузка на датчик и возможные перегрузки.
Максимальная удельная нагрузка на датчик определяется как сумма веса весоприемной конструкции, собственно веса продукта и дополнительных нагрузок от внешних воздействий (возможных смещений груза, динамического нагружения, ветровых нагрузок). Желательно, чтобы рассчитанная максимальная удельная нагрузка не превышала НПВ датчика. Всегда выбирайте датчик с большим НПВ в случае, если рассчитанная максимальная удельная нагрузка несколько больше ближайшего значения НПВ.

3. Требуемая точность системы и желаемая дискретность отсчета.
Различайте цену поверочного деления вашей весовой системы (е) и дискретность отсчета (d), которую может обеспечить ваша система. Помните, что погрешность измерения определяется нагрузочной кривой тензодатчика и жесткостью системы (отношением нагрузки к деформации), а дискретность — лишь возможностью АЦП весового индикатора. Для того чтобы достичь погрешности 0,03% Вам необходимо использовать датчик типа D3 или С3. Если Вам необходимо получить более высокие погрешности (0,02%) используйте датчики А5. Помните, что при использовании нескольких датчиков точность системы повышается в N раз, где N — число датчиков. Выбирая датчик знайте, что CAS обеспечивает 40% рабочий интервал для всех датчиков, т.е любой датчик будет соответствовать своим метрологическим данным D3, С3 или А5 даже при использовании 40% рабочего диапазона.

4. Устойчивость показаний.
Для устойчивой оцифровки аналогового сигнала весовым индикатором рекомендуется выполнение следующего условия 1d = 1,5. 2,0 мкВ. При этом обращайте внимание на рабочий коэффициент передачи датчика (РКП) и выбирайте НПВ датчика(ов) с разумным запасом.

5. Условия эксплуатации датчиков.
Всегда обращайте внимание на указанную степень защиты (IP) датчика. Помните, что для использования в агрессивных средах следует использовать датчики с IP не ниже 67.

6. Предполагаемые инвестиции (выбирайте согласно принципу цена-качество).
Самым надёжным в конструкции — датчики, так как именно этот элемент конструкции определяет точность, надежность и долговечность весовой системы в целом.Поэтому помните, что скупой платит дважды.

7. Формальности при покупке и гарантийные обязательства.
При покупке датчика проверьте наличие калибровочного сертификата датчика. Данный сертификат с указанием индивидуального номера датчика и его технических характеристик является одновременно инструкцией по эксплуатации данного датчика и его гарантийным талоном. Помните, что продавец в праве отказать в бесплатном ремонте или замене датчика, в случае потери калибровочного сертификата датчика. Всегда сохраняйте индивидуальный калибровочный сертификат. В случае необходимости Вы можете получить копию метрологического сертификата о внесении данного типа датчика в государственный реестр средств измерений.

8. Что дальше?
Вам необходимо выбрать весовой индикатор и, если Вы намерены использовать более одного датчика, — соединительную коробку.

На все возникшие вопросы Вам ответят специалисты компании ЮНИВЕС по телефону (812) 438 01 08.

Практическое руководство по выбору тензодатчика

Тензометрические датчики — сердце современного весоизмерительного оборудования, и их правильные выбор и установка являются необходимым условием правильного взвешивания. Поскольку существует огромное количество различных весов, возможны различные схемы и варианты использования тензометрических датчиков. Кроме того, сами тензодатчики выпускаются разных типов, различаясь по форме, направлению и точкам приложения силы. Особенности весоизмерительной конструкции оказывают во многом решающее значение на выбор датчика. В этой статье предложены решения для некоторых конструкций весоизмерительных систем.

Вообще, основное, что нужно понимать при выборе тензодатчика, это:

1. Тип нагрузки и её размер.
2. Среда, в которой будет эксплуатироваться тензодатчик.

Понимание первой составляющей позволит рассчитать требуемую номинальную нагрузку тензометрического датчика, второй — его конструктивного исполнения.

Наша главная задача на первом этапе — оценить реальную нагрузку на каждую опорную точку, чтобы выбрать тензометрический датчик с необходимой номинальной нагрузкой. При этом, реальную нагрузку нужно оценивать с учетом всех, в том числе экстремальных, условий эксплуатации на весь период службы прибора. Разберем, что же для этого нужно.

Номинальная нагрузка тензодатчика рассчитывается по формуле:

k x Вес брутто / N, где

k — коэффициент безопасности;

вес брутто — общая масса конструкции весовой платформы и максимальный диапазон измерения;

N — количество опор, на которых устанавливается конструкция.

Больше всего вопросов возникает по поводу коэффициента безопасности, значение которого колеблется от 1.25 до 2.2. Для статических нагрузок обычно используется значение k = 1.5 с округлением в большую сторону. Вот несколько примеров значений коэффициента в разных условиях:

Пример весоизмерительной конструкции

на трех опорах внутри помещения

на четырех опорах внутри помещения

перемещение платформы или объекта на ней

платформа на 4 тензодатчиках

мостовые весы на 6 и более тензодатчиках.

Увеличить значение коэффициента до 2 разумно и в тех случаях, когда имеет место значительная (более 50%) доля так называемой “мертвой нагрузки” — самой весоизмерительной системы. Поскольку в этом случае, это обусловлено наличием тяжелых двигателей, существует большая вероятность неравномерного распределения нагрузки.

После того, как вы подобрали датчик необходимой номинальной емкости, определите какие из них подойдут в зависимости от условий эксплуатации. Единых критериев здесь нет, то нужно учитывать следующие вводные:

• чем агрессивнее среда, тем предпочтительнее использовать датчики, корпус которых изготавливается из нержавеющей стали;
• более устойчивы к внешним факторам тензодатчики со сварным корпусом;
• существуют датчики, специально разработанные в соответствии с требованиями взрывобезопасности.

Вообще, степень защиты корпуса датчика традиционно измеряется по международной шкале IP.

Неравномерное распределение нагрузки, накаты и колебания вносят некоторые коррективы в стратегию выбора тензометрического датчика. Но это отдельная тема, которую мы разберем в одной из следующих статей.