Jak mierzysz wagę za pomocą ogniwa obciążenia?

A komórka obciążenia jest niezbędnym elementem pomiaru masy lub siły w różnych branżach, od produkcji po opiekę zdrowotną. Zasadniczo komórka obciążenia przekształca siłę mechaniczną lub ciężar w sygnał elektryczny, który można łatwo zmierzyć i zarejestrować. Ale jak dokładnie działa ten proces? Rozbijmy to.

 

Zasada robocza ogniwa obciążenia

Komórka obciążenia działa na zasadzie mierników odkształcenia, które są wrażliwe na odkształcenie lub odkształcenie występujące po przyłożeniu siły. Gdy do ogniwa obciążenia jest przyłożone obciążenie (lub waga), doświadcza niewielkiego odkształcenia. Ta deformacja powoduje zmianę odporności elektrycznej wskaźników odkształceń związanych z ogniwem obciążenia. Zmiana oporu jest proporcjonalna do przyłożonej siły, która jest następnie przekształcana w sygnał elektryczny.

 

Rodzaje komórek obciążenia

Istnieją różne typy komórek obciążenia, każde dostosowane do różnych aplikacji:

Komórki obciążenia miernika odkształcenia: Najczęstszy typ, komórki obciążenia używają wskaźników odkształcenia do pomiaru deformacji materiału. Są one szeroko stosowane w zastosowaniach przemysłowych, takich jak wagi wagowe i maszyny do testowania materiałów.

Hydrauliczne ogniwa obciążenia: Opierają się one na ciśnieniu płynu do pomiaru siły. Po przyłożeniu obciążenia płyn wewnątrz komórki jest ściśnięty, a zmianę ciśnienia stosuje się do określenia masy. Są one często używane w wytrzymałościach, takich jak łuski ciężarówki.

Pneumatyczne ogniwa obciążenia: podobne do hydraulicznych ogniw obciążenia, ale przy użyciu sprężonego powietrza. Są one odpowiednie dla środowisk, w których systemy hydrauliczne mogą nie być idealne.

Komórki obciążenia pojemnościowe: Te działają w oparciu o zasadę zmiany pojemności po przyłożeniu siły. Są bardziej wrażliwe i stosowane w precyzyjnych aplikacjach.

 

Kroki do pomiaru wagi za pomocą ogniwa obciążenia

Zastosowanie obciążenia: Obiekt, którego waga ma być mierzona, jest umieszczany na komórce obciążenia lub struktura jest zaprojektowana do zastosowania siły do ​​komórki.

Deformacja: W miarę zastosowania obciążenia komórka obciążenia nieznacznie deformuje się. Stopień deformacji zależy od wagi obiektu.

Pomiar odkształceń: Wskaźniki odkształcenia przymocowane do komórki obciążenia mierzą minuty zmian rezystancji spowodowanych deformacją.

Konwersja sygnału: Te zmiany rezystancji są przekształcane w sygnał elektryczny, który jest wzmacniany i przetwarzany przez podłączony układ elektroniczny.

Kalibracja: Aby zapewnić dokładność, komórki obciążenia są kalibrowane znanymi wagami. Proces ten tworzy związek między sygnałem elektrycznym a rzeczywistą wagą, umożliwiając precyzyjne pomiary.

Wyjście: Przetworzony sygnał jest konwertowany na odczyt masy, wyświetlany cyfrowo lub w podłączonym systemie do dalszego użycia.

 

Zastosowania komórek obciążenia w pomiarze masy

Komórki obciążenia są integralną częścią aplikacji wymagających precyzyjnego pomiaru masy:

Skale ważenia: Od skali gospodarstwa domowego do skal przemysłowych komórki obciążenia są używane do zapewnienia dokładnych odczytów masy.

Testowanie materiału: w laboratoriach komórki obciążenia mierzą siłę wymaganą do odkształcenia materiałów, takich jak metale lub tworzywa sztuczne.

Zautomatyzowane opakowanie: W produkcji komórki obciążenia zapewniają prawidłowe ważenie produktów podczas procesów pakowania.

Ważenie pojazdu: Komórki obciążeniowe są również używane w skalach ciężarówek do zważenia pojazdów i upewnienia się, że są one w zakresie prawnych granic masy.

 

Zalety używania komórek obciążenia

Dokładność: Komórki obciążenia zapewniają wysoką dokładność pomiaru masy, nawet dla małych sił.

Trwałość: Przy prawidłowej konserwacji komórki obciążenia mogą trwać przez lata, nawet w trudnych środowiskach.

Wszechstronność: Są one dostępne w różnych rozmiarach i konfiguracjach w celu dopasowania do różnych aplikacji, od małych pomiarów laboratoryjnych po ciężkie użycie przemysłowe.

 

Podsumowując, pomiar masy za pomocą komórki obciążenia jest niezawodną i precyzyjną metodą, która odgrywa kluczową rolę we współczesnych systemach ważenia i pomiaru siły. Niezależnie od tego, czy chodzi o towary konsumpcyjne, zastosowania przemysłowe, czy badania naukowe, komórki obciążenia oferują elastyczne rozwiązanie do dokładnego pomiaru masy.