В колонках играет - Plus 44 - 155
Настроение сейчас - Утренне-хорошее

Что такое тензодатчик и как он работает?

Введение в теорию тензометрических датчиков нагрузки

По ходу работы нам часто задают вопросы в связи с тензодатчиками: нас спрашивают, что это такое, как это работает, с чем его соединять и зачем он, в конце концов, нужен. Конечно же, есть люди уже более продвинутые в этой сфере, и когда они к нам приходят, они просто называют модель и мы, без всяческих вопросов, предоставляем им тот или иной тензодатчик.
Мы решили, что стоит объяснить нашим клиентам, которые еще не совсем знают суть тензодатчиков, что это такое и для чего они используются в электронных весах.
Во-первых начнем с ответа на вопрос "что такое обычный датчик нагрузки?" Датчик нагрузки - это, своего рода, конвертер, который преобразовывает обычную механическую силу в никие показания. Несмотря на то, что существует много разновидностей датчиков нагрузки, на данный момент в сфере промышленного взвешивания самую широкую распространенность получили тензометрические датчики, или просто, тензодатчики.

История датчиков нагрузки

До того, как тензодатчики появились в сфере промышленного взвешивания, весы, основанные на механических рычагах, могли взвешивать почти все, от таблетки, до автомобиля. Ну а если их откалибровать и содержать в хороших условиях, то показания таких весов были очень точны.
Механические весы могли использовать два метода взвешивания: это был либо механизм балансировки, либо механизм определения силы, основанный на механических рычагах. Самые первые датчики нагрузки для взвешивания, разработанные еще до тензометрических датчиков, были гидравлические или пневматические датчики. В 1843 году, английский физик, Чарльз Уитстон изобрел мост для измерения электрического сопротивления проводников. Мост Уитстона стал идеальным прибором для измерения изменений сопротивления, которые и происходят в тензодатчиках.
Несмотря на то, что первый тензодатчик был изобретен в 40-х годах прошлого века, их производство стало экономически и технически возможно только после того, как развитие электроники это позволило. Но все-таки, с тех пор, тензодатчики зарекомендовали себя как неотъемлемые компоненты механических весов и как независимые датчики нагрузки. На сегодняшний день, тензометрические датчики нагрузки доминируют в весо-измерительном оборудовании. Исключением стали лишь некоторые лаборатории, где все еще используются точные балансирующие весы.
Несмотря на всеобщую симпатию к тензодатчикам, пневматические и гидравлические датчики все еще используется в некоторых сферах деятельности человека. Например пневматические датчики нагрузки все еще используются в местах, где очень важен фактор внутренней безопасности и гигиены, тогда как гидравлические датчики нагрузки спасают в отдаленных местах, где нет доступа к источнику бесперебойного питания, так как они в нем совсем не нуждаются.
Тензодатчики могут давать показания с точностью до 0,03-0,25%, они также совместимы с любым весоизмерительным оборудованием и их можно использовать в любой промышленности.

Сравнительная таблица датчиков нагрузки

Тип датчика	Диапазон взвешивания	Точность	Применения	Достоинства	Недостатки
Механические датчики нагрузки
Гидравлические датчики нагрузки	Примерно до 4,536 килотонн	0,25%	Весы для жидкостей, бункерные весы, вагонные весы; возможно использование в опасной среде	Выдерживает сильные нагрузки и не чувствителен к температурам любых диапазонов	Очень дорогие и сложные
Пневматические датчики нагрузки	Широкий	Высокая	Пищевая промышленность, возможно использование в опасной среде	Внутренне безопасен, не содержит жидкостей	Медленное реагирование на показания; нужен сухой и чистый воздух для точности показаний
Тензометрические датчики
Кольцо на изгиб	4,5 - 2200 кг	0,03%	Бункерные, платформенные весы	Низкая стоимость, простота конструкции	Не имеют никакой оболочки, нуждаются в защите от внешнего воздействия
Балка на сдвиг	4,5 - 2200 кг	0,03%	Платформенные весы, для взвешивания грузов со сдвинутым центром тяжести	Хорошая защита от внешнего воздействия
"Канистры"	до 220 тонн	0,05%	Весы для жидкостей, автомобильные весы, путевые (железнодорожные) весы, бункерные весы	Легко справляется с динамическими грузами	Нет защиты от горизонтальной нагрузки
Кольцо на изгиб	От 2 кг до 220 тонн		Резервуары, контейнеры, весы	Сделаны целиком из нержавеющей стали	Груз должен быть полностью статичным
Цилиндрический, одноточечный датчик	0-2200 кг 0-90 кг	1%	Маленькие, карманные весы	Малый размер, низкая цена	Груз должен находиться прямо по центру датчика, не допускается движение груза
Другие виды датчиков нагрузки
Датчики нагрузки на спиральной основе	0-18 тонн	0,2%	Используется в платформенных весах, в весах для вилочного погрузчика, в весах для поосного взвешивания	Хорошо справляется с изменениями оси груза, с перегрузкам и ударами
Опто-волоконные датчики нагрузки		0,1%	Кабели электрической трансмиссии	Устойчивость к электромагнитным излучениям и высоким температурам; внутренне безопасен
Датчик нагрузки на основе пьезоэлемента		0,03%		Высокочувствительный уровень вывода	Высокая стоимость, нелинейный вывод

Источник: сайт компании Скейл-КАС.