Тензодатчики и их виды

Что такое тензодатчик?! разница между тензометрическим датчиком и тензорезисторным датчиком.. статьи. поддержка. разновес.ру

Тензодатчик веса – это основной и, пожалуй, главный весоизмерительный элемент, который применяется практически во всех типах оборудования, применяемого для измерения массы. Именно от тензодатчика напрямую зависит точность и скорость измерений веса.

Общие сведения

Принцип работы системы измерения веса с использованием тензодатчика предельно прост: под действием массы груза, в тензодатчике возникает механическая деформация, которую и учитывает датчик, преобразует её в электрический аналоговый или цифровой сигнал, и передаёт на индикатор веса, на котором и отображается масса взвешиваемого груза.

Современные тензодатчики прекрасно справляются со своей работой даже в достаточно жестких условиях, поскольку обладают хорошей влаго- и пылезащитой. Спектр применения тензометрического оборудования довольно широк — от самых простых весоизмерительных элементов, до сложнейших технологических промышленных комплексов динамического взвешивания.

Отвечая на вопрос, который был поставлен в шапке статьи, можно сказать, что понятия «тензорезисторного» и «тензометрического» датчика отличаются также, как «ксерокс» и «копировальный аппарат». Дело в том, что тензометрические датчики – это наиболее широкое понятие, включающее в себя все виды весоизмерительных датчиков.

Существуют различные способы измерения деформаций: тензорезистивный, пьезорезистивный, оптико-поляризационный, волоконно-оптический, и механический — простое считывание показаний с линейки механического тензодатчика. Каждый из этих способов дал название виду тензодатчика. А поскольку, наибольшее распространение среди электронных тензодатчиков получили тензорезистивные датчики, то это название стало практически нарицательным.

Тензодатчик

Итак, тензодатчик – это силоизмерительный элемент в оборудовании, принцип действия которого основывается на измерении деформации. Тензодатчики используются в бункерных и крановых весах, весовых дозаторах и др. Тензодатчики используются практически во всех современных электронных весоизмерительных системах и системах дозирования.

Тензодатчик

Тензодатчики обеспечивают высокую точность измерений, устойчивы к воздействию окружающей среды, а современные технологии позволяют добиться систематизации и автоматизации всего процесса измерения, используя оборудование с электронными тензодатчиками.

Следует отметить высокие показатели таких основных аспектов, как:

  • Высокая точность измерения. Современные тензодатчики обладают практически безупречной точностью. Самыми распространенными тензодатчиками являются датчики класса точности C3, что соответствует комбинированной погрешности 0.02%. Существуют тензодатчики и с более высоким классом точности.
  • Разнообразие конструкций. Современные тензодатчики обладают огромным разнообразием конструкций: S-образный, мостовой, балочный, шайбовый, сильфонный, одноточечный и колонный. Применение конкретного типа датчика зависит от назначения и конструкции весовой системы, места и способа его установки. Благодаря огромному разнообразию конструкций тензодатчиков, можно выбрать оборудование, наиболее подходящее для конкретных производственных нужд заказчика.
  • Надежность материалов. Большинство тензодатчиков изготовлены из алюминия, нержавеющей или легированной стали, что обеспечивает долгий срок службы оборудования. Водонепроницаемые тензодатчики, которые изготавливаются из нержавеющей стали, обладающие классом защиты IP68, особенно востребованы в пищевой и рыбной промышленности.

Примечательно, что даже в условиях неисправности одного из датчиков, весы с несколькими тензодатчиками сохраняют работоспособность и точность измерений.

Тензометрические датчики (тензодатчики) – конструктивно представляет собой металлическую конструкцию, внутри которой расположены резисторы с электросхемой. Тензодатчик связан с корпусом весового дозатора или весовой платформы, и, при изменении веса, корпус тензодатчика подвергается деформации, после чего результат деформации передается на тензорезисторы, а оттуда, информация о массе — на весовой терминал.

Среди многообразия форм, типов тензометрических датчиков, среди датчиков, различных по цене и качеству сложно сделать правильный выбор.

При выборе тензодатчика следует учитывать следующие показатели:

  • Наибольший предел измерения (НПИ) — следует учитывать, что предполагаемая номинальная нагрузка на тензодатчик не должна превышать НПИ. Хотя фактически датчик имеет дополнительный запас прочности, некоторые конструкции весов требовательны к наличию дополнительного запаса НПИ.
  • Материал тензодатчика – как мы уже писали выше, наибольшее распространение получили тензометрические датчики из нержавеющей и легированной стали, а также алюминия. Как правило, только одноточечные тензодатчики изготавливаются из алюминия, все остальные выполнены из стали.
  • Класс точности тензодатчика – на практике класс точности тензодатчика может лежать в диапазоне от D1 до С6, хотя, в соответствии с OIML R 60, класс точности тензометрического датчика может быть и в более широком диапазоне. Наиболее распространен класс точности C3. Необходимость применения более точных датчиков требует обоснования, поскольку с классом точности цена растет в геометрической прогрессии.
  • Схема подключения тензодатчика – обычно для подключения тензодатчиков используется «четырехжильная» схема подключения. Однако в частных случаях, и в случаях, когда присутствует большая разница в сопротивлении кабелей смежных тензодатчиков, применяется «шестижильная» схема подключения.
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  ТОП-7 лучших стиральных машин Bosch: как выбрать, отзывы

Выбирая тип тензометрического датчика, также, обратите внимание на следующие характеристики: рабочий диапазон температур, рабочий коэффициент передачи, класс защиты, диаметр и длину кабеля, входное и выходное сопротивление, рекомендуемое и максимальное напряжение питания.

Выделяют следующие виды тензодатчиков

Одноточечные тензодатчики — главным их как преимуществом, так и недостатком является возможность создания весоизмерительной системы используя лишь один датчик. Такие датчики применяются в фасовочном и дозирующем оборудовании, а также в конструкциях небольших платформенных весов с малой нагрузкой на платформу.

Одноточечный тензодатчик.

Консольные тензодатчики (консольная балка сдвига) напротив, используются как чувствительные элементы в весах и весоизмерительных системах с общим НПВ в 5-7 тонн.

Консольный тензодатчик.

S-образные тензодачтики (балка на растяжение-сжатие) — предназначаются для использования в подвесных и бункерных весах. Датчики укомплектованы шарнирными подвесами, за счет которых снижается затрачиваемое время на установку и запуск оборудования. В основе работы таких тензодатчиков лежит принцип преобразования механической силы растяжения/сжатия в электрический сигнал, пропорциональный этой механической силе.

S-образный тензодатчик.

Цилиндрические тензодатчики работают по принципу преобразования показаний механической деформации при сжатии в пропорциональный электрический сигнал. Чаще всего применяются при выпуске новых или модернизации старых вагонных, автомобильных или многотонных бункерных весов, а также в испытательных стендах.

Цилиндрический тензодатчик.

Высокотемпературные тензодатчики применяются при необходимости измерения веса в условиях высокой температуры. Чаще всего такие датчики встречаются в металлургической отрасли и на промышленных предприятиях.

Датчики, выполненные из нержавеющей стали, как правило, рассчитаны на долгий срок эксплуатации в агрессивных условиях, поэтому чаще всего встречаются на предприятиях пищевой или химической промышленности.

Подводя итоги, можно сказать, что тензодатчик – это важный элемент, составляющий основу механизма любого электронного весоизмерительного оборудования. Электронное весовое оборудование, в отличие от механического оборудования, благодаря применению датчиков силы, стало менее громоздким, более точным и намного более функциональным.

Что такое тензодатчики и чем они отличаются

Тензометрический датчик (от лат.  tensus — напряжённый) — это разновидность датчика, преобразующего приложенную к нему физическую силу в электронный сигнал. Их еще называют тензорезистивными, тензорезисторными или просто тензодатчиками. Измерительным элементом тензодатчика является тензорезистор — резистор, у которого сопротивление изменяется в зависимости от его деформации.

В наиболее распространенном случае, тензорезистор представляет собой небольшую пластину-основание, на которую приклеена металлическая пластина-фольга или зигзагообразный проводник. Сверху проводник ламинируется тонкой пленкой. Основание обычно делается из ткани, пластмассы, полимерной пленки или бумаги.

Тензодатчики используются в различных типах оборудования — силовоспроизводящих машинах, динамометрах, акселерометрах и пр. Но наиболее широкое распространение они получили в весостроительной отрасли. В настоящее время абсолютное большинство весов работает именно на тензометрических датчиках.

Главным свойством тензодатчика является его НПИ (наибольший предел взвешивания). Он может быть 20 г, а может быть 50 т. Думаю, что это очевидно. Аналогично можно сказать про погрешность. Если Вас интересует, то можете посмотреть таблицу соответствия дискрет и НПВ весов.

Самым явным видом классификации датчиков является их деление в зависимости от типа корпуса:

  Колонные тензодатчики. Иногда их называют башенными, стержневыми или опорными.
Используются для производства автомобильных, вагонных, бункерных весов.
  Тензодатчики балочного типа. Их еще называют консольными, балкой среза или балкой изгиба.
Используются в промышленных платформенных весах, чеквейерах, конвейерном и бункерном весовом оборудовании.
  S-образные тензодатчики используются в крановых весах и динамометрах, в разрывных машинах и дозаторах.
  Двухопорные балочные датчики или балки двойного изгиба.
Используются в производстве автомобильных, вагонных, бункерных и емкостных весов.
  Одноточечные платформенные датчики используются во всех настольных и напольных фасовочных, почтовых, складских и торговых весах.
  Мембранные. Их еще называют тензодатчиками торсионного типа, шайбами, «таблетками», круглыми датчиками.
Используются для производства автомобильных, железнодорожных и емкостных весов, а также в конвейерном весовом оборудовании.
  Сильфонные, они же датчики с гофрой. Применяется в дозаторах, конвейерных весах, чеквейерах и смесителях.
   Миниатюрные тензодатчики используются в производстве платформенных весов и во встраиваемых весовых системах.

По способу деформации упругого элемента различают датчики, работающие на:

  • Сжатие (тензодатчики колонного типа)
  • Растяжение (S-образные тензометрические датчики)
  • Скручивание (торсионные тензодатчики)
  • Изгиб (тензометрические датчики балочного типа)
  • Сдвиг (балки сдвига)
  • Универсальные, комбинированного типа, тензодатчики растяжения-сжатия (S-образные, к примеру)

По большому счету, способ деформации не сильно влияет на точность и характеристики оборудования, поэтому выбор, какие тензодатчики использовать, делается исходя из простоты и удобства их монтажа в оборудовании. Хотя некоторые различия все же есть — например, колонные датчики имеют больший диапазон НПИ, чем консольные или S-образные.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Сравнение Xiaomi Redmi Note 9 Pro и Apple iPhone 11 Pro Max: что лучше? | NR

По типу выдаваемого сигнала тензодатчики делятся на аналоговые и цифровые. На качество измерений это не влияет, основная разница — цифровые датчики проще заменять и обслуживать.

В зависимости от точности, тензометрические датчики делятся на 4 класса. Наиболее распространенными являются тензодатчики класса C3, где C — это класс, а число 3 обозначает количество тысяч поверочных делений (3000 получается). Не буду сильно углубляться в метрологию, но скажу пару слов, чтобы было общее понимание:

  • D — самый низкий уровень точности, A, соответственно, самый высокий.
  • Комбинированная погрешность класса точности C3 составляет 0,02%. Это значит, что в разных условиях погрешность будет изменяться, а слово «комбинированная» можно понимать как некий аналог среднего арифметического.
  • Чем больше поверочных делений, тем выше точность тензодатчика. Датчик класса C5 точнее датчика класса C3
  • Класс точности определяет величину погрешности. Если тензодатчики имеют одинаковое количество поверочных делений, но разный класс, то погрешность будет разной. У тензодатчика D1 погрешность на максимальных нагрузках будет выше погрешности датчика C1 в 1,5 раза.
  • Класс точности и число поверочных делений тензометрических датчиков регламентируется
    ГОСТ 8.631-2020 (OIML R 60:2000)
  • В маркировке тензометрического датчика обычно указывается класс точности, число поверочных делений и НПИ.

Корпус тензодатчиков обычно изготавливается из легированной или нержавеющей стали. Этот факт может отражаться в наименовании. Например тензометрические датчики ZSFY компании Keli имеют в названии окончание -A, если они сделаны из легированной стали или -SS, если из нержавеющей. Пример — ZSFY-A20t — это тензодатчик из легированной стали с НПИ 20 тонн.

По количеству диапазонов измерения тензодатчики делятся на одноинтервальные, двухинтервальные и многоинтервальные. Тут все просто — на разных нагрузках весы выдают результат с разной дискретой. Делается это для повышения точности взвешивания на малых нагрузках. Например, одноинтервальные весы с НПВ (наибольшим пределом взвешивания) 100 кг имеют дискрету 20 г на всем диапазоне взвешивания, а двухинтервальные весы в диапазоне до 30 кг имеют дискрету 10 г.

Следующее, на что стоит обратить внимание — это пылевлагозащищенность корпуса. Пылевлагозащищенность маркируется в соответствии c международным кодом защиты оболочки — IP, который состоит из 2 цифр. Первая цифра обозначает пылезащиту от 0 (нет защиты) до 6 (пыленепроницаемость). Вторая цифра обозначает влагозащиту от 0 (полное отсутствие защиты)

Компенсированный диапазон температур. Это диапазон, в котором тензодатчик сохраняет свои метрологические характеристики. Стандартным компенсированным диапазоном для тензодатчиков считается температура от -10 до 40. У некоторых моделей он расширен. Не путать с рабочим диапазоном температур! Этот диапазон обозначает температуры, при которых датчик сохраняет работоспособность, но точность взвешивания не гарантируется.

Тензодатчики могут отличаться количеством использования в весовом оборудовании. Хотя это в большей части свойство весов, но тем не менее — одноточечные датчики применяются только в сольном исполнении. На промышленных платформенных весах обычно стоит 4 балочных тензодатчика.

Еще несколько и технических характеристик тензометрических датчиков с простым определением:

  1. Чувствительность (изменение напряжения при изменении нагрузки)
  2. Нелинейность (в идеале графиком зависимости сопротивления тензорезистора от веса должна быть прямая)
  3. Гистерезис (максимальное изменение сигнала при одинаковых нагрузках)
  4. Ползучесть (изменение сигнала тензодатчика во времени при постоянных условиях)
  5. Предельная нагрузка (нагрузка, которую датчик может кратковременно выдержать)
  6. Разрушающая нагрузка
  7. Электротехнические характеристики — максимальное и рекомендуемое напряжение, входное и выходное сопротивление

Компания Модуль – Ваш персональный инженер в мире измерительного оборудования!Если Вы хотите приобрести тензодатчики, то обращайтесь к нам прямо сейчас — мы Вам подберем качественные тензометрические датчики со склада и под заказ с доставкой по всей России.

Как выбирать тензометрические датчики. виды тензодатчиков, тензодатчики

Как выбирать тензометрические датчики. Виды тензодатчиков

Тензодатчики – это силоизмерительные элементы в оборудовании, принцип работы которых основан на измерении деформации. Используется в крановых и бункерных весах, дозаторах и т. д. Во всех современных электронных весовых системах используются тензодатчики.

Тензодатчики востребованны, так как обеспечивают точность измерений. Современные технологии позволяют систематизировать и автоматизировать весь процесс измерений при помощи оборудования с тензодатчиками. Тензодатчики устойчивы к воздействию окружающей среды.

Высокая точность измерения. Современные Тензодатчики отличаются безупречной точностью. Самые распространенные наши Тензодатчики — класс точности C3, что практически соответствует комбинированной погрешности 0.02%. Возможна также эксплуатация тензодатчиков с более высокими показателями точности.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Самое Эффективное Средство от Тараканов — ТОП-20 Лучших

Разнообразие конструкций. Существует различные виды современных конструкций тензодатчиков: мостовой, балочный, S-образный, сильфонный, шайбовый, а также колонный и одноточечный. Выбор тензодатчика зависит от назначения весовой системы, где он используется и конструктивных характеристик места установки тензодатчика. Благодаря большому выбору типов тензодатчиков, предприятия могут выбрать оборудование, наиболее подходящее для их производственных технологий.

Надежность материалов. Наши Тензодатчики изготавливаются из качественных материалов, обеспечивающих долгий срок службы оборудования. Большинство тензодатчиков производятся из алюминия, нержавеющей стали и легированной стали. Водонепроницаемые тензодатчики, изготовленные из нержавеющей стали, с классом защиты IP68 так же востребованы, особенно в рыбной и пищевой промышленности.

Современные весы с несколькими тензодатчиками даже при неисправности одного из датчиков сохраняют работоспособность и точность измерений.

Тензометрические датчики (тензодатчики) – это металлическая конструкция, внутри которой располагаются резисторы с электросхемой. Тензодатчик связан с корпусом весового дозатора, и при изменении веса корпус тензодатчика деформируется, после чего результат передается на тензорезисторы, а оттуда на весовой терминал.

На сегодняшний день ассортимент тензометрических датчиков, или датчиков силы, представлен в многообразии. Огромное количество образцов от разных компаний, различных по цене и качеству. Но как же выбрать подходящий прибор?

Рассмотрим несколько ключевых моментов, которые следует учесть при покупке.

Первое, что нужно учитывать при выборе тензодатчиков – это наибольший предел измерения (НПИ). Точнее, следует помнить, что номинальная нагрузка на него не должна превышать НПИ, несмотря на то, что фактически датчик имеет дополнительный запас прочности. Особо важные конструкции требуют наличия дополнительного запаса НПИ.

Не менее важна конструкция тензодатчика, которая зависит от назначения весовой системы и конструктивных особенностей места установки.Материал тензодатчика. Наиболее распространены тензометрические датчики из легированной стали, нержавеющей стали и алюминия. Одноточечные тензодатчики, как правило, изготавливаются из алюминия, а остальные — из легированной стали.

Класс точности тензодатчика. На практике классы точности тензодатчиков соответствуют от D1 до С6, хотя в соответствии с OIML R 60 распространяются в очень широком диапазоне. Более распространенным является класс точности C3 (комбинированная погрешность приблизительно 0.02%). Необходимость в более точных датчиках требует обоснования.

Схема подключения тензодатчика. В обычных случаях используется «четырехжильная» схема подключения. Если же в сопротивлении кабелей смежных тензодатчиков присутствует большая разница, то используется «шестижильная» схема подключения, которая компенсирует электрическое сопротивление их кабелей.Также, выбирая тензометрические датчики, обратите внимание на такие характеристики, как: рабочий коэффициент передачи, рабочий диапазон температур, класс защиты, длину и диаметр кабеля, рекомендуемое и максимальное напряжение питания, входное и выходное сопротивление.

Тензодатчики лежат в основе механизма любого электронного весового оборудования. Благодаря методу использования датчиков силы, электронное весовое оборудование, в отличие от механического, стало гораздо функциональнее, точнее и меньше по габаритам. Электронная система позволила перейти на качественно новый уровень работы и полностью автоматизировать контрольно-измерительные процессы.

Тензодатчики различаются по видам:

Одноточечные. Позволяют создавать весоизмерительные системы на одном датчике. Они применяются в дозирующем и фасовочном оборудовании, также в конструкциях платформенных весов с небольшой нагрузкой на платформу.Консольные (консольная балка сдвига) применяются как чувствительные элементы в весах и весоизмерительных системах с общим НПВ 5-7 тонн.

S-образные (балка на растяжение-сжатие) предназначены для подвесных бункерных весов. Время установки и запуска оборудования уменьшается за счет комплектации датчиков шарнирными подвесами. Такие датчики работают по принципу преобразования механическая сила растяжения/сжатия в пропорциональный электрический сигнал вдоль оси симметрии датчика.

Цилиндрические работают за счет преобразования при сжатии механической деформации в пропорциональный электрический сигнал. Используются при изготовлении новых или модернизации старых автомобильных, вагонных или многотонных бункерных весов. А также в контрольно-измерительном оборудовании и испытательных стендах.

Высокотемпературные. Тензодатчики этого вида необходимы для измерения веса в условиях с высокой температурой, поэтому чаще всего используются в металлургии, а также для взвешивания в экстремальных промышленных условиях.Датчики из нержавеющей стали, как правило, рассчитаны на долгую эксплуатацию и применяются в агрессивных условиях, таких как пищевая или химическая промышленность.

agroves.prom.ua

Оцените статью
ObzorFun.RU
Adblock
detector