वजन बल सेंसर

वजन बल सेंसर

वजन बल सेंसर एक उपकरण है जो गुरुत्वाकर्षण को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से विद्युत बल रूपांतरण को महसूस करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक वजन में किया जाता है।

सामान्य प्रकारों में प्रतिरोध तनाव प्रकार, विद्युत चुम्बकीय बल प्रकार और क्षमता प्रकार शामिल हैं, जिनमें से प्रतिरोध तनाव प्रकार इसकी सरल संरचना के कारण व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है,उच्च सटीकता और व्यापक अनुप्रयोग सतह.

सिद्धांत
प्रतिरोध तनाव वजन सेंसर इस तरह के सिद्धांत पर आधारित हैः elastomer (लचीला तत्व, संवेदनशील बीम) बाहरी बल के प्रभाव के तहत लोचदार विरूपण,प्रतिरोध तनाव मापक (परिवर्तन तत्व) की सतह पर पेस्ट भी विकृति के साथ, प्रतिरोध तनाव गेज] विरूपण, इसका प्रतिरोध बदल जाएगा (बढ़ता या घटता है),तो विद्युत संकेत (वोल्टेज या वर्तमान) में प्रतिरोध परिवर्तन के लिए इसी माप सर्किट, बाहरी बल को विद्युत संकेत में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को पूरा करने के लिए।

यह देखा जा सकता है कि प्रतिरोध तनाव गेज, इलास्टोमर और डिटेक्शन सर्किट प्रतिरोध तनाव भार सेंसर के कई अपरिहार्य भाग हैं।

निम्नलिखित तीन पहलुओं पर संक्षेप में चर्चा की गई है।

एक, प्रतिरोध तनाव गेज प्रतिरोध तनाव गेज एक प्रतिरोध तार मशीनरी है जो एक कार्बनिक सामग्री से बने सब्सट्रेट पर वितरित की जाती है, अर्थात एक तनाव गेज बन जाती है।

उनका एक महत्वपूर्ण पैरामीटर संवेदनशीलता गुणांक, k है।

आइए इसके अर्थ के बारे में बात करते हैं।

एक धातु का प्रतिरोध तार है, जिसकी लंबाई l है, इसका क्रॉस सेक्शन त्रिज्या r का गोल है, इसका क्षेत्रफल s के रूप में चिह्नित है, और इसकी प्रतिरोधकता ρ के रूप में दर्ज की गई है।इस सामग्री का पोइसन गुणांक μ है.

जब प्रतिरोध तार बाहरी बल से प्रभावित नहीं होता है, तो इसका प्रतिरोध मूल्य r: r = ρ l / s (Ω) (2-1) होता है। जब इसके छोर f बल से प्रभावित होते हैं, तो यह लम्बा हो जाएगा, अर्थात विकृत हो जाएगा।

यदि इसकी लम्बाई Δ l हो, तो इसका अनुभागीय क्षेत्र छोटा हो जाता है, अर्थात इसके अनुभागीय वृत्त की त्रिज्या Δ r कम हो जाती है।

इसके अतिरिक्त, यह सिद्ध किया जा सकता है कि धातु प्रतिरोध तार की प्रतिरोधशीलता विरूपण के बाद बदल जाएगी, जिसे Δρ के रूप में दर्ज किया गया है।

सूत्र (2- -1), अर्थात प्रतिरोध तार के परिवर्तन के बाद प्रतिरोध मूल्य में कितना परिवर्तन होता है।

हमारे पास हैः Δ r = Δρ l / s + Δ l ρ / s Δ s ρ l / s2 (2-2) सूत्र के साथ (2- -1) हटाने सूत्र (2- -2) प्राप्त करने के लिए Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l Δ s / s (2-3) इसके अलावा,हम जानते हैं कि तार के अनुप्रस्थ क्षेत्र, s = π r2, तो Δ s = 2 π r * Δ r, तो Δ s / s = 2 Δ r / r (2-4) सामग्री यांत्रिकी से हम जानते हैं कि Δ r / r = - μ Δ l / l (2-5), जब माइनस चिह्न लम्बाई इंगित करता है,त्रिज्या दिशा कम हो जाती है.

μ सामग्री के पार्श्व प्रभाव का पोइसन गुणांक है।

सूत्र (2-4) (2-5) में (2- -3), Δ r / r = Δρ / ρ + Δ l / l + 2 μΔ l / l = (1 + 2 μ (Δρ / ρ) / (Δ l / l)) * Δ l / l = k * Δ l / l (2-6) where k = 1 + 2 μ + (Δρ / ρ) / (Δ l / l) (2-7) (2-6)) illustrates the relationship between resistance strain gauge resistance (resistance relative change) and resistance wire elongation (length relative change).

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि संवेदनशीलता गुणांक k मूल्य का आकार धातु प्रतिरोध तार सामग्री के गुणों द्वारा निर्धारित एक स्थिर है,यह तनाव माप के आकार और आकार से कोई लेना-देना नहीं है, विभिन्न सामग्रियों का k मान आम तौर पर 1.7 से 3 के बीच होता है।6; k मान एक मात्रा है, अर्थात इसका कोई आयाम नहीं है।

पदार्थों के यांत्रिकी में Δ l / l को एक तनाव के रूप में कहा जाता है, जिसे ε के रूप में दर्ज किया जाता है, इसके साथ यह इंगित करने के लिए कि लोच अक्सर बहुत बड़ी होती है, अक्सर इसकी एक मिलियन को एक इकाई के रूप में लेने के लिए बहुत असुविधाजनक होती है,के रूप में दर्ज.

इस प्रकार, सूत्र (2- -6) में अक्सर लिखा जाता हैः Δ r / r = k ε (2- -8), दो, इलास्टोमर इलास्टोमर एक विशेष आकार का संरचनात्मक भाग है।

इसके दो कार्य होते हैं- पहला, यह वजन सेंसर के बाहरी बल को सहन करता है, और सापेक्ष स्थैतिक संतुलन प्राप्त करने के लिए बाहरी बल पर प्रतिक्रिया बल उत्पन्न करता है; दूसरा,यह एक उच्च गुणवत्ता वाले तनाव क्षेत्र (क्षेत्र) का उत्पादन करता है, ताकि इस क्षेत्र में चिपकाया प्रतिरोध तनाव गेज तनाव तिथि विद्युत संकेत के रूपांतरण कार्य को पूरा करने के लिए आदर्श है।

तनाव वितरण को पेश करने के लिए sb श्रृंखला वजन सेंसर के इलास्टोमर को उदाहरण के रूप में लें।

छेद के साथ एक घन कंक्रीट।

छेद का निचला केंद्र शुद्ध कतरनी तनाव के अधीन है, लेकिन ऊपरी और निचले भागों में तन्यता और संपीड़न तनाव होगा।

मुख्य तनाव दिशा खींच भगवान है और पहले संपीड़न है. यदि तनाव गेज यहाँ फंस गया है, तनाव गेज के ऊपरी आधे खिंचाव किया जाएगा और प्रतिरोध मूल्य बढ़ जाती है,जबकि तनाव गेज के निचले आधे संपीड़ित किया जाएगा और प्रतिरोध मूल्य कम हो जाता है.

छेद के तल पर मध्य बिंदु के लिए तनाव अभिव्यक्ति नीचे सूचीबद्ध है और अब व्युत्पन्न नहीं है।

ε = (3q (1 + μ) / 2 eb) * (b (h2-h2) + bh 2) / (b (h3-h3) + bh 3) (2-9) जहांः q- -section पर कतरनी बल; e- -Young का मॉड्यूलः μ - -Poisson गुणांक; b, b, h,h- बीम का ज्यामितीय आकार है.

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ऊपर विश्लेषण किए गए तनाव की स्थिति सभी "स्थानीय" मामले हैं, जबकि तनाव गेज वास्तव में "औसत" स्थिति को महसूस करता है।

तीसरा, डिटेक्शन सर्किट का कार्य तनाव गेज के प्रतिरोध को आउटपुट वोल्टेज में बदलना है।

क्योंकि पुल के कई फायदे हैं, जैसे कि तापमान परिवर्तन के प्रभाव को रोक सकते हैं, पार्श्व बल हस्तक्षेप को रोक सकते हैं,वजन सेंसर की मुआवजा समस्या को आसानी से हल कर सकते हैं, तो पुल व्यापक रूप से वजन सेंसर में इस्तेमाल किया गया है।

क्योंकि पूर्ण पुल बराबर हाथ पुल उच्चतम संवेदनशीलता है, प्रत्येक हाथ के मापदंडों सुसंगत हैं, और विभिन्न हस्तक्षेप के प्रभाव को एक दूसरे को ऑफसेट करना आसान है,तो वजन सेंसर पूर्ण पुल बराबर हाथ पुल को अपनाता है.

सेवा वातावरण
वजन भार सेल वास्तव में एक विद्युत संकेत आउटपुट उपकरण है जो द्रव्यमान संकेत को माप में परिवर्तित करता है।

सबसे पहले सेंसर के वास्तविक कार्य वातावरण पर विचार करने के लिए, जो सेंसर के सही चयन के लिए महत्वपूर्ण है, यह सेंसर के सामान्य संचालन से संबंधित है,इसकी सुरक्षा और सेवा जीवन, और यहां तक कि पूरे वजन उपकरण की विश्वसनीयता और सुरक्षा।

सामान्य तौर पर उच्च तापमान वातावरण कोटिंग सामग्री, सोल्डर जोड़ों के पिघलने और इलास्टोमर के तनाव में संरचनात्मक परिवर्तन का कारण बनता है; धूल और नमी सेंसर को प्रभावित करती है;सेंसर इलास्टोमर क्षतिग्रस्त या शॉर्ट सर्किट हैविद्युत चुम्बकीय क्षेत्र सेंसर के आउटपुट में हस्तक्षेप करता है।

संबंधित पर्यावरणीय कारकों के तहत, हमें आवश्यक भार आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए संबंधित बल भार सेंसर चुनना चाहिए।

तुलना
प्रतिरोध तनाव भार भार सेंसर को अक्सर विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक भार के लिए भार सेंसर कहा जाता है और प्रयोगात्मक भार या बल को मापने के लिए प्रयोग किया जाता है बल सेंसर कहा जाता है,हालांकि दो संरचना के रूप में, उत्पादन प्रक्रिया समान है, लेकिन उपयोग में, परिशुद्धता कैलिब्रेशन और आवश्यकताओं या वहाँ बहुत सारे विशिष्ट मतभेद हैं।

स्केल सेंसर के शून्य बहाव के लिए, दीर्घकालिक स्थिरता का प्रदर्शन आम तौर पर नहीं जोड़ा जाता है, लेकिन दीर्घकालिक स्थिरता के दीर्घकालिक प्रदर्शन में।

जब प्रतिरोध तनाव सेंसर का उपयोग सामग्री परीक्षण मशीन के संदर्भ भार के रूप में किया जाता है,भार सेंसर के नामित भार का 1 / 100 आमतौर पर सामग्री परीक्षण मशीन के आवेदन के दायरे के रूप में लिया जाता है.

इस समय परीक्षण मशीन की संकेत सटीकता 1% की गारंटी दी जा सकती है]]।