NOVICE

Enotočkovne tehtalne celice so med najpogosteje uporabljenimi tehtalnimi senzorji v sodobnih merilnih sistemih. Veliko jih najdemo v elektronskih maloprodajnih tehtnicah, namiznih tehtnicah, medicinski opremi in platformah za tehtanje lahke industrije. Za začetnike ali uporabnike, ki iščejo jasno tehnično razumevanje, je učenje, kako deluje enotočkovna tehtalna celica, trdna podlaga za razumevanje tehnologije merjenja obremenitve.

 

Razumevanje, kaj je enotočkovna tehtalna celica

Enotočkovna tehtalna celica je senzor sile na osnovi merilnika napetosti, zasnovan za merjenje teže ali sile, uporabljene na enem mestu. Za razliko od sistemov z več merilnimi celicami lahko enotočkovna tehtalna celica natančno izmeri obremenitve, tudi če sila deluje izven središča. Ta edinstvena zmogljivost mu omogoča, da podpira platformo za tehtanje s samo enim senzorjem, kar poenostavi načrtovanje in namestitev sistema.

 

Osnovno delovno načelo

Načelo delovanja enotočkovne tehtalne celice temelji na razmerju med silo, mehansko deformacijo in električnim uporom. Ko se na tehtalno celico uporabi obremenitev, se kovinsko telo senzorja rahlo deformira. Čeprav je ta deformacija izjemno majhna in nevidna s prostim očesom, je natančno nadzorovana in ponovljiva.

Merilniki napetosti so pritrjeni na določena področja telesa tehtalne celice, kjer je napetost koncentrirana. Ko obremenitev povzroči deformacijo, se merilniki napetosti raztegnejo ali stisnejo, kar povzroči spremembo njihovega električnega upora. Ta sprememba upora je neposredno sorazmerna z uporabljeno silo.

 

Vloga vezja Wheatstone Bridge

Za pretvorbo majhnih sprememb upora v merljiv električni signal so merilniki napetosti povezani v konfiguracijo Wheatstonovega mostu. Ta ureditev vezja izboljša občutljivost in pomaga odpraviti učinke temperaturnih nihanj in zunanjih motenj.

Ko ni obremenitve, je most uravnotežen in proizvaja stabilen osnovni izhod. Ko se obremenitev poveča, se ravnovesje mostu spremeni, kar povzroči majhen napetostni signal. Ta izhodni signal se običajno meri v milivoltih na volt (mV/V) in predstavlja uporabljeno obremenitev.

 

Ojačitev in obdelava signala

Ker je izhodni signal iz enotočkovne tehtalne celice zelo majhen, ga je treba ojačati in obdelati z indikatorjem tehtanja, oddajnikom ali krmilnikom. Enota za obdelavo signalov pretvori analogni signal v berljivo vrednost teže, kot so kilogrami ali funti.

Sodobni digitalni sistemi lahko uporabijo tudi algoritme filtriranja in kompenzacije za izboljšanje natančnosti, stabilnosti in odzivnega časa, zaradi česar so enotočkovne tehtalne celice primerne za aplikacije dinamičnega in hitrega tehtanja.

 

Zakaj enotočkovne tehtalne celice obravnavajo obremenitve izven središča

Ena od ključnih prednosti enotočkovne tehtalne celice je njena sposobnost ohranjanja natančnosti, tudi če breme ni popolnoma centrirano. To je doseženo z mehansko zasnovo telesa tehtalne celice, ki zagotavlja enakomerno porazdelitev napetosti po merilnikih napetosti. Posledično senzor proizvede dosleden izhod ne glede na to, kje na ploščadi je tovor v določenih mejah.

 

Tipične aplikacije

Enotočkovne tehtalne celice se zaradi svoje preproste strukture in zanesljivega delovanja pogosto uporabljajo v:

• Maloprodajne in supermarket tehtnice

• Namizne in namizne tehtnice

• Medicinska in laboratorijska oprema

• Stroji za pakiranje in porcioniranje

Zaradi enostavne namestitve in stroškovne učinkovitosti so še posebej privlačni za kompaktne sisteme tehtanja.

 

Zaključek

Načelo delovanja a enotočkovna tehtalna celica temelji na natančni mehanski deformaciji in natančni pretvorbi električnega signala. Z uporabo merilnikov napetosti in vezja Wheatstonovega mostu tehtalna celica pretvori uporabljeno silo v stabilen in merljiv signal. Tako začetnikom kot tehničnim uporabnikom razumevanje tega načela pomaga pri izbiri, namestitvi in ​​učinkoviti uporabi enotočkovnih tehtalnih celic v številnih aplikacijah.