Схема подключения тензодатчиков к весовому терминалу: Схема подключения тензодатчиков к индикатору веса

Содержание

Схема подключения тензодатчиков к индикатору веса

Подключение тензодатчика к индикатору веса, на первый взгляд кажется простой задачей, но неправильное соединение может вызвать уменьшение точности измерения или некорректную работу весовой системы. Тензодатчики различных производителей имеют либо 4-х проводный, либо 6-ти проводный кабель для подключения к весовому индикатору.

Ниже приведены схемы подключения для этих двух типов тензодатчиков:

Большинство промышленных весовых систем используют несколько тензодатчиков, в этом случае они должны быть подключены параллельно. Обычно эту связь делают не простой скруткой, а с применением специализированных соединительных коробок. Дополнительно, некоторые модели таких коробок позволяют «подогнать» сопротивление датчиков друг под друга, т.е. сбалансировать систему из множества датчиков.

Тензодатчики поставляются с кабелем определенной длины. При удлинении соединительного кабеля следует учитывать, что это может привести к падению точности измерения. Также при изменении длины кабеля следует производить перекалибровку весового индикатора, к которому подключен тензодатчик.

Большинство тензодатчиков поставляется с документацией, в которой указывается цветовая маркировка идущих от него проводов и их назначение.
4-х проводные тензодатчики, судя по названию, имею 4 соединительных линии:

   +EXC — +Питание

   -EXC — -Питание

   +SIG — +Сигнал

   -SIG — -Сигнал

Т.е. две линии это цепи питания и две это выходной сигнал датчика. Для корректной работы необходимо подать питающее напряжение на линии +EXC и –EXC, в соответствии с техническими характеристиками датчика, обычно оно составляет от 5 до 12 вольт.
После подачи питания на сигнальных линиях SIG меняется напряжение, и это изменение необходимо фиксировать весоизмерительным прибором.

На рисунке приведена схема подключения тензодатчика четырёхпроводного типа, на примере датчика фирмы Zemic и весоизмерительного прибора КВ-001.

Некоторые тензодатчики могут иметь не четыре, а шесть соединительных проводов. Две дополнительные линии называются – линиями обратной связи, и имеют маркировку SENSE. Эти две дополнительные линии позволяют осуществлять компенсацию потерь на длинных проводах.
Как видно из рисунка выше, в случае подключения четырехпроводного тензометрического датчика, функция компенсации потерь не используется, и необходимо использовать перемычки для подключения тензодатчика к прибору.

Четырехпроводные тензодатчики датчики лучше использовать на короткие расстояния передачи сигнала. Шестипроводные датчики, благодаря линиям обратной связи, обладают большей точность и их можно использовать для больших расстояний, т.к. эти две дополнительные линии позволяют осуществлять компенсацию потерь на длинных проводах.

На рисунке приведена схема подключения тензодатчика шестипроводного типа, на примере датчика фирмы Zemic и весоизмерительного прибора КВ-001.

Определение маркировки проводов тензодатчика без документации

Если у вас отсутствует описание тензодатчика, для определения маркировки проводов можно использовать обыкновенный мультиметр, при условии, что датчик аналоговый, а не цифровой.

Измерьте сопротивление между всеми проводами.
В 4-проводном тензодатчике имеется шесть комбинаций проводов, следовательно, вы получите 6 значений сопротивлений, одна пара проводов будет иметь сопротивление больше, чем все остальные.

Пара с самым большим сопротивлением – это линия питания, оставшаяся пара проводов – линия сигнала.

Подключите линию питания к весоизмерительному прибору, или подайте напряжение.

Измерьте напряжение на линии сигнала, определив тем самым полярность подключения.

Подключение нескольких тензодатчиков при помощи соединительной (балансировочной) коробки

Как подключать несколько тензодатчиков при помощи балансировочной коробки можно посмотреть на видео

Заземление и экранирование при подключении тензодатчика.

Организация заземления и экранирования важный вопрос успешного создания весовой системы с использованием тензодатчиков. Надёжное решение данной задачи — ключ к правильной работе тензометрического датчика, генерирующего слаботочные сигналы. Кабели тензодатчиков должны иметь экранирующую оплетку, которая, при правильном подключении, обеспечивает защиту от электростатических и других помех.

Основное правило, которое нельзя нарушать: необходимо избегать «земляных» петель, т. е. заземлять устройства нужно в ОДНОЙ общей точке. Петли могут возникать если экран кабеля подключать к заземляющему контуру с двух концов. Поэтому, если корпус датчика надёжно заземлён и одновременно соединён с экраном — этого достаточно, в противном случае — соединить экран с заземлением только с любого ОДНОГО конца, например, в электрощите, где установлен прибор отдельным жёлто-зелёным проводом. Под «заземлением» мы понимаем защитное заземление, желто-зелёный провод. Использовать «нейтраль» в качестве «земли» очень нежелательно.

Если датчики соединяются параллельно, то необходимо не забывать соединять друг с другом и экранные оплётки кабелей через соответствующий контакт клеммы в соединительной коробке, и тут же их заземлять вместе с корпусом коробки. Общий кабель, идущий от соединительной коробки к прибору, соединять с заземлением также с ОДНОЙ стороны, как описано выше, не допуская образования «земляной» петли, желательно возле входа в измерительный прибор, то есть заземлять со стороны приёмника.

На кабель датчика, прямо поверх изоляции, на расстоянии 4-5 см от клеммы измерительного прибора, желательно защёлкнуть ферритовый фильтр для блокировки возникающих в цеху разнообразных помех по «земле». Такие фильтры производятся под кабели разных диаметров. Фильтры желательно защёлкнуть и на других длинных линиях, например RS-485, на приёмном и передающем устройстве. Если индуктивности одного фильтра недостаточно для надёжного уменьшения уровня помехи, такие фильтры можно защёлкивать последовательно на небольшом расстоянии друг от друга, наращивая тем самым индуктивность до необходимого уровня.

Схема подключения тензодатчиков к весовому терминалу

Просмотр полной версии : Разница в схемах подключения тензодатчиков. В чем точность, быстродействие, термостабильность или др. PS: бункер на 3 датчиках, нагрузка на каждый из трех датчиков не всегда может быть распределена полностью одинаково. Если чувствительность датчиков одинакова — распределение нагрузки не играет роли, хоть весь вес на один датчик. Быстродействие при 1 способе явно будет выше.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

Форум АСУТП

Весовой терминал КСК52

Мембранный тензодатчик RTN HBM

Тензометрическое оборудование

Весовой терминал КСК8

Установка тензодатчиков на бункеры

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Установка корректора M-v5Compact в весовой терминал A12+E

Форум АСУТП

Снимаемое с датчика напряжение обратной связи поступает в измерительный прибор и АЦП прибора использует это напряжение в качестве опорного. Сигналы измерительного моста тензодатчиков согласуются путем шунтирования подстроечным сопротивлением.

Танзодатчик обладающий большей чувствительностью или в связи свойств конструкции платформы, таким способом понижается уровень сигнала. Первый вопрос, это вопрос обратной связи. По моему, в представленной схеме обратная связь полезна только для провода согласующая коробка — измерительный прибор.

Для всех датчиков обратная связь паралелится в коробке, по этому, думаю, для проводников датчик — коробка обратная связь не имеет особого смысла. Или я что-то непонимаю. В случае наших весов, провод согласующая коробка — измерительный прибор имеет длину не более трех метров, как понимаю, обратной связью можно и принебречь. Длина провода датчик — коробка имеют длины от 3 до 10 метров, в зависимости от расположения датчиков, ближе к центру или дальше от центра 18м платформы, тут обратная связь имеет большее значение, но.

Второй вопрос о согласовании. Лично мне, типовая схема подключения тензодатчиков не нравится, я думаю, правильней сделать количество АЦП по количеству тензодатчиков весов, в нашем случае их восемь. Программно суммировать значения преобразования АЦП. В данном случае будет правильно работать обратная связь и согласование отдельных датчиков. Как думаете, насколько более точные весы можно сделать с аналоговыми датчиками и по количеству датчиков количество АЦП?

Временно подключаю покупной весовой терминал. Скорее всего, буду делать собственный носимый терминальчик, беспроводной, как писал ранее в другой теме. Вы бы почиталти прежде об устройстве тензометрических мостов, их подключении. Понятно станет, зачем им 4 провода. Нет там такого понятия, как обратная связь. Разгадка в самом названии — мост.

По двум проводам к датчику действительно подводится питание, а с двух других снимается сигнал рассогласования, то есть собственно информация о деформации или весе. Достоинство такого такого включения — независимость сигнала рассогласования от напряжения питания. В известных пределах, конечно. На самом деле чувствительность тензомоста от напряжения питания зависит линейно. Как включаются тензомосты — показано в даташитах на усилители и АЦП, специально предназначенные для этих целей.

Поставить АЦП по количеству датчиков и просуммировать цифры Вам, конечно, проще. Но такое расточительство совсем не обязательно, тем более, что опрашивать мосты часто — совсем ни к чему. Можно взять один многоканальный АЦП. Отдельное внимание я бы уделил распределению веса на тензодатчики и задался вопросом, а достаточно ли для определения цельного веса простого суммирования показаний?

Скорее всего, нет. Что же до точности, то Количеством АЦП оно, опять же не определяется. И хоть Вы волшебным образом с лёгкостью получаете высокие точности в своих устройствах из подручных материалов, я бы сказал, что точность 20кГ на 60т обеспечить будет крайне сложно.

И ненадолго. Особенно для всепогодных условий. Разрешение — ещё куда ни шло О проводах обратной связи я случайно услышал когда пил чай в компании Тензо-М, сохранилась даже именная кружка после этого события, покупал там тензодатчики для своих дозаторов. Скорее всего об этом сказано в даташите к тензодатчикам. В своих схемах эти провода я обычно паралелю с проводами питания датчика за ненадобностью.

Можно купить четырех-проводной датчик без обратной связи. Только и стоят известные образцы наверняка немножко больше, чем Вы собираетесь потратить. А зачем на автомобильных весах вагон взвешивать?

Я о таких ничего не слышал. Возможно, созданы именно для удалённого подключения по аналогии с четырёхпроводной схемой. Если приведёте пример, буду рад расширить кругозор. Хотя не пойму, для чего это нужно. Обычно ставят усилитель или сразу АЦП в непосредственной близости к мосту.

Иногда даже готовые балки с цифровым выходом выпускают. Получить такое разрешение несложно. Думаю, большинство автомобильных весов стоят значительно дешевле, если судить по обьему залитого бетона, арматуре и весу форме стальной конструкции платформы. Обычно авто-бочки весят Если честно, я сам незнаю зачем 60т. Думаю, если аккуратно заезжать, то т. Обычно на мои кустарные самоделки с тензодатчиками дают дискретность измерений , это точность 1 грамм при максимальном весе 5 килограмм.

Проверено калиброванными лабораторными гирьками. Да действительно, существует температурная плывучесть, тензодатчик длительное время прогревается протекающим током. Плывучесть за час может на реальном устройстве достигнуть дискрет из , это не глядя на спецификацию к датчику, говорю из личного опыта. Для исключения эффекта плывучести существует кнопка [0], то есть, установка нуля. В своих устройствах я иногда применяю программную установку нуля, например, когда на дозаторе отсутствует дозируемый продукт, можно программно сделать установку нуля.

Тензодатчики периодически ударяют, гнут, заливают продуктом, растительным маслом. В одном из моих не очень удачных дозаторов, тензодатчики расположены внизу и нерадивый работник переодически разливает на них масло, масло с течением времени закуксивается, датчик пропитан и покрыт миллиметровой пленкой, как лаком, но калобровка прибора не делалась уже больше года, дозирует точно.

Просто нужно выбирать правильные тензодатчики, обычно один тензодатчик для бытовых кухонных весов стоит как пять полноценных китайских кухонных весов. Ничего не поделаешь. Еще нужно делать правильную станину для крепления тензодатчиков, чтоб исключить пружинящий эффект при быстром дозировании.

Мы не мелочимся и применяем прокат толщиной 20 мм, для дозирования до 5 кг. Если измерять вес 40т. Если эти 8 кг. Для уравнивания потенциалов платформа — тензодатчик — закладная площадка применил синий провод 6 квадратов, клемники и приваренные гайка-болты.

Насчёт большинства совсем не уверен. По ссылке опять же таки ничего не понятно, схем нет. Отечественная документация неисправима А по поводу микросхемы — приведен вариант включения тензомоста по переменнному току, точнее — с реверсом полярности питания. Таким образом возможно включать все мосты, не обязательно шестипроводные. Вы сами видите, что «дискретность» и «погрешность» — это не одно и то же. Совсем не одно и то же!

О какой погрешности идет речь? Вот, для подтверждения привожу фото обычной согласующей коробки, для подключения шестипроводных тензодатчиков. Клибровочным грузом. По крайней мере, таким весом я калибрую малые весы.

Собственно, будем калибровать тем весом, какой сможем привезти. В 15 км. Я просто введу калибровочный вес за минусом, сколько сожгем солярки. Сложнее сбалансировать все тензодатчики под одной платформой, эту технологию я еще не придумал, как сбалансирую — отпишусь на своем сайте. С соляркой можно залить по идее полный бак, откалибровать на старых весах, когда машина приедет — залить снова полный бак. На счет согласования нескольких датчиков — ничего не скажу, не знаю.

Но, на самом деле, меня интересует вопрос: а зачем их необходимо согласовывать? В смысле, зачем смешивать несколько входных сигналов в один? Намного целесообразнее все датчики завести на АЦП по шестипроводной схеме. You need to be a member in order to leave a comment.

Sign up for a new account in our community. Already have an account? Sign in here. В помощь начинающему. Установка восьми тензодатчиков и обьединение их. Prev 1 2 Next Page 1 of 2. Весы для частного использования, не будут ставиться на учет.

Весовой терминал КСК52

Обращаем Ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях информационные материалы и цены, размещенные на сайте, не являются публичной офертой, определяемой положениями Статьи Гражданского кодекса РФ. Наличие, стоимость, комплектность и сроки поставки необходимо предварительно согласовывать с отделом продаж нашей компании. О компании О нас Деятельность Отзывы Контакты. Инжиниринг по GxP. Приборы и оборудование.

Весовой терминал КСК18 общепромышленного назначения, предназначен для работы в составе Схема подключения тензодатчика. 4-х, 6-проводная.

Мембранный тензодатчик RTN HBM

Во многих отраслях промышленности необходимо измерение размера деформации. Для таких целей применяется тензодатчик давления, который помогает преобразовать уровень деформации в определенную величину. Благодаря этому можно определить её значение. Тензодатчики веса и давления — это устройства, которые могут преобразовать механическую деформацию тела в электрический сигнал, который позволяет определить уровень растяжения и сжатия конкретного предмета. Он является резистивным преобразователем и считается одним из главнейших составляющих высокоточного весового оборудования. Устройство изготовлено из чувствительного тензорезистора, который производится из тензоматериалов. Чаще всего это фольга или алюминиевая проволока с небольшим сечением. Как и прочие весовые приборы, резистор реагирует на изменение постоянного сопротивления на контактах, которое происходит в результате воздействия всестороннего сжатия. Бывают самые разные датчики, которые могут использоваться в любых отраслях: атомной, фармацевтической, металлургической и прочих. Виды тензодатчиков :.

Тензометрическое оборудование

В различных отраслях промышленности, а также в повседневной жизни достаточно широко используются тензодатчики, представляющие собой несложные приборы электромеханического действия. В каждом из них размещается механическое регистрирующее устройство, деформация которого преобразуется в электрический сигнал. На этом принципе работают тензодатчики веса, схема подключения которых может осуществляться в нескольких вариантах. Все тензодатчики работают на принципе изменяющегося сопротивления в процессе механического воздействия на проводник. Простейшее конструктивное исполнение тензодатчика для весов сделано в виде проводниковой мелкоячеистой сетки, закрепленной на токопроводящей основе.

Какие бывают тензодатчики и как они работают.

Весовой терминал КСК8

Секрет грамотной установки датчиков силы заключается в их правильном расположении, чтобы вес бункера или резервуара распределялся на все агрегаты равномерно. При изменениях нагрузки точек приложения и невозможности установить центр тяжести, следует использовать стандартные решения, которые помогут равномерно распределить нагрузку. Нужно применять те датчики силы, диапазон которых способен перекрывать верхнее значение нагрузки, которая предполагается. Как рассчитать верную нагрузку тензодатчиков? Первый позволяет передавать вес груза только на датчики силы. Нагрузка равномерно распределяется на все силовые датчики.

Установка тензодатчиков на бункеры

При диагностике тензодатчиков других производителей следует использовать параметры тестирования указанные в техническом паспорте тестируемого тензодатчика. Тензодатчики предназначены для определения силы или веса в широком диапазоне неблагоприятных условий. Они не только самая важная часть системы электронного взвешивания, но и наиболее уязвимая. Возможные причины выхода из строя тензодатчиков: — перегрузка — попадание молнии — скачки напряжения — воздействие химических веществ или влаги — неправильная установка — вибрации — ударные нагрузки Эти причины могут привести к дрейфу нуля, неустойчивой передаче данных или её отсутствию вообще. К снижению точности показаний приводит обрезка длины стандартного кабеля тензодатчика, так как его сопротивление учитывается в общем сопротивлении указанном в паспорте тензодатчика. Данная статья рассматривает типовые проблемы при эксплуатации тензодатчиков и способы тестирования для выявления мест поломки комплекса весоизмерительного оборудования.

Рис. Весовой терминал ФизТех Т3. Разъем тензодатчика терминал ФизТех Т3. Принципиальная схема подключения тензодатчика.

Тензодатчики являются измерительными преобразователями, которые при подключении к источнику питания преобразуют силу в напряжение, пропорциональное величине этой силы. Если сила эквивалентна весу, то измерительная система, включающая в себя тензодатчик, может быть откалибрована в единицах веса в рабочем диапазоне тензодатчика, при этом рабочий диапазон тензодатчика определяется его конструкцией. Тензодатчики широко используются в различных отраслях промышленности, в том числе: пищевая промышленность, производство строительных материалов, производство удобрений, горнодобывающая промышленность, металлургия, хлебопекарное производство, производство комбикормов и многие другие. Тензометрические датчики веса используются в весовом оборудовании как для статического взвешивания платформенные, автомобильные, бункерные , так и для автоматизации технологических процессов фасовка, упаковка, многокомпонентное смешивание и дозирование, конвейерные весы и конвейерные дозаторы, а также для взвешивания автомобилей и вагонов в процессе движения в производстве жидких и сыпучих продуктов, где требуется контроль и измерение веса.

Каталог Весы автомобильные Весы для взвешивания животных Весы платформенные Весы монорельсовые Весы вагонные Весы паллетные Тензометрическое оборудование Модернизация весов Модернизация механических скотских весов Модернизация механических автомобильных весов Модернизация механических вагонных весов Услуги Ремонт весов Поверка весов. Весовые индикаторы Соединительные коробки Тензодатчики Узлы встройки и кабеля. Весовой индикатор Keli XKT1. Широко применяется с электронными платформенными, напольными весами, и другими системами Соединительные коробки Keli J-Box на 4 тензодатчика. Соединительные коробки Keli J-Box предназначены для объединения сигналов нескольких тензометрических датчиков для последующей передачи на терминал или контроллер.

Тензодатчики различных производителей имеют либо 4-х проводный, либо 6-ти проводный кабель для подключения к весовому индикатору. Большинство промышленных весовых систем используют несколько тензодатчиков, в этом случае они должны быть подключены параллельно.

Покритикуйте самодельные автомобильные весы и подскажите о способе согласования тензодатчиков. Платформа весов установлена на восьми 30t. Не учась метрологии, я понимаю такую схему подключения по своему: Измерительный мост тензодатчика имеет сопротивление порядка Ом, по этому через датчик протекает значительный ток цепи питания, падение напряжения в проводах не должно влиять на измерения, по этому каждый датчик имеет выводы обратной связи. Снимаемое с датчика напряжение обратной связи поступает в измерительный прибор и АЦП прибора использует это напряжение в качестве опорного. Сигналы измерительного моста тензодатчиков согласуются путем шунтирования подстроечным сопротивлением. Танзодатчик обладающий большей чувствительностью или в связи свойств конструкции платформы, таким способом понижается уровень сигнала.

Автомобильные весы. Вагонные весы. Как выбрать весы.

Подключение тензодатчиков | ХБМ

На рынке доступно множество кабелей, которые можно использовать для тензодатчиков.

Успех измерения зависит от правильно подобранных соединительных кабелей. Они должны не только передавать измерительные сигналы от датчика в систему сбора данных, но также должны избегать сигналов помех и противостоять нагрузкам во время их использования.

В идеале кабель не должен влиять на измерение деформации. В действительности, однако, кабели/провода могут влиять на измеряемый сигнал. Воздействие проводов может быть сведено к минимуму до приемлемого уровня. HBM предлагает широкий выбор различных измерительных кабелей и мелкожильных проводов для широкого спектра применений. Есть несколько важных моментов, которые следует учитывать при выборе правильного кабеля для вашего приложения:

Многожильные провода с оловянным покрытием в основном используются для тензодатчиков. Обычно в качестве проводов используются медные жилы (наиболее распространенный стандарт из-за хорошего соотношения цены и проводимости).

Сигнал измерения деформации в четвертьмостовой конфигурации очень чувствителен:

Типичное напряжение возбуждения четвертьмоста тензометра составляет 2,5 В
Деформация, приложенная к тензодатчику, создает относительно низкое выходное напряжение моста!

(0,000125 В для штамма 100 мкм/м, соответственно 0,0025 В для штамма 2000 мкм/м). Это показано на графиках ниже для типичного четвертьмостового приложения.

На этот сигнал измерительного напряжения не должны влиять внешние сигналы. Вот почему абсолютно необходим правильный измерительный кабель!

Выходной сигнал мостового напряжения с сигналом деформации 100 мкм/м. Напряжение возбуждения моста (красный) очень мало по сравнению с напряжением возбуждения (синий):

2 Помехи/удары по измерительному кабелю

3 Краткий обзор требований к кабелю для тензодатчиков

Низкое сопротивление (как правило) и малая емкость
Хорошая изоляция
Хорошая механическая защита
Удобное обращение (гибкость)
Подходящий диапазон рабочих температур и низкое влияние перепадов температуры
Хорошая паяемость проводов
Требования безопасности (огнестойкие и т. д.)
Механическая прочность
Устойчивость к различным средам (вода, масло, растворители и т.д.)

4 Требования к окружающей среде для кабелей/проводов:

Покрытие и изоляция проводов влияют на диапазон температур, которым они могут подвергаться. На следующей диаграмме показан типичный диапазон температур кабелей в зависимости от их покрытия.

Для большинства применений подходят кабели с изоляцией из ПВХ; они предлагают отличное соотношение цены и качества (до 80 °C)
Для средних температур хорошим выбором являются кабели из термопластичного эластомера (до 150 °C)
Для более высоких температур мы рекомендуем использовать кабели из PFA (до 250 °C) или кабели с полиимидным покрытием (>300 °C). C)
При низких температурах стандартные кабели могут стать ломкими. Это особенно важно, когда они используются в динамических тестовых средах. В этом случае рекомендуется использовать кабели с оболочкой из PTFE, PI или стекловолокна.

К кабелям предъявляется гораздо больше требований, таких как устойчивость к различным жидкостям и воспламеняемость. В следующей таблице представлен обзор типичных материалов оболочки/изоляции кабеля и их температурного диапазона:

5 Диаметр проводника:

Диаметр провода оказывает огромное влияние на сопротивление. Напряжение возбуждения тензометрического моста генерирует ток, который нагревает проводник. Чем меньше диаметр, тем выше повышение температуры проволоки.
Чтобы свести к минимуму ошибки, следует использовать максимально возможный диаметр провода, чтобы свести к минимуму влияние сопротивления подводящего провода в тензодатчиках и тепловые эффекты кабеля.
В некоторых случаях тонкие кабели необходимы для уменьшения инерции/веса или обеспечения малого радиуса изгиба.
Длинные сенсорные кабели обычно требуют проводов большего диаметра.

Для уменьшения количества припоя и паразитной нагрузки на тензорезистор необходимо использовать кабель малого диаметра. Однако необходимо учитывать, что эти тонкие провода влияют на стабильность схемы и чувствительность.

Клемму под пайку можно использовать в качестве точки пересечения между измерительным кабелем и соединительным проводом тензорезистора. Этот метод позволяет перейти от кабеля малого диаметра к кабелю большего диаметра:

Тензорезистор, соединенный с помощью запатентованной 4-проводной технологии HBM:

1 Термически зачистите 5 мм изоляции от провода, который будет присоединен к тензодатчику.

Термическая зачистка предотвращает повреждения, которые могут возникнуть при механическом зачистке плоскогубцами.

2 Залужите конец провода припоем.

3 Обрежьте луженый проводник так, чтобы после пайки он не выступал за держатель тензорезистора (1–3 мм в зависимости от геометрии тензодатчика).

1-wire: соединения между тензодатчиками и клеммами под пайку

3-/4-проводной: для четвертьмоста (показаны только 4-проводные) или полные мосты:

5-проводной: полумостовые приложения

6-проводной: полный мост

При нагрузке калибровочные измерения, длина кабеля колеблется от нескольких сантиметров до сотен метров.

Используйте витые и экранированные кабели для минимизации электромагнитных помех.

Экранированный измерительный кабель

Как правило, длина должна быть как можно меньше, чтобы свести к минимуму тепловые и электромагнитные помехи.
Для больших расстояний выбирайте провода большего диаметра, чтобы уменьшить влияние сопротивления.
Если сигналы передаются с высокой частотой и постоянным током, рекомендуется использовать провод с низкой емкостью.

Усилитель постоянного тока

Содержит генератор, обеспечивающий стабилизированное напряжение постоянного тока для питания мостовой схемы
Усиливает статические и динамические сигналы до высоких частот
На практике: обычно макс. 10 кГц ; более высокие частоты возникают из-за импульсов помех, которые не должны влиять на измерительный сигнал

Недостаток: Помехи (вызванные электрическими или магнитными полями, а также термоэлектрическими и гальваническими напряжениями в измерительной цепи) полностью усилены.

Ошибка в результате измерения
Требуется электрическое или магнитное экранирование
Или математическая коррекция термоэлектрических напряжений

Усилитель несущей частоты0022 для питания мостовой схемы

Выходное напряжение = переменное напряжение, амплитуды которого пропорциональны разбалансу моста (амплитудная модуляция)

Выбор частоты таким образом, чтобы усиливалась только частота питающего напряжения ( помехи не влияют )

Общие несущие частоты:

225 Гц: измерение статических и квазистатических процессов (до 9 Гц)
5 кГц: измерение статических и квазистатических процессов ( до 1 кГц )

Недостаток: Ограниченная полоса пропускания

8 Защита кабеля вокруг тензорезистора для тяжелых условий эксплуатации

Влагонепроницаемое соединение между проводом и защитным покрытием. Поэтому требуется максимальная адгезия между покрывающим веществом и соединительным кабелем и поверхностью материала
Фторполимерные кабели должны быть предварительно протравлены, чтобы обеспечить надлежащую герметизацию измерительного кабеля
Специальные кабели с водозащитной лентой рекомендуются для погружения под воду (пожалуйста, свяжитесь с сервисной службой HBM)
Обеспечьте минимальную длину защитного средства вокруг доступа к кабелю, чтобы максимизировать расстояние проскальзывания и обеспечить герметизацию критических точек

9 Проверка динамики

Для высокодинамичных измерений следует использовать перемычки. Соединительные провода состоят из множества тонких многожильных одножильных проводов, окруженных действительно гибкой изоляцией.
Одножильный провод следует использовать только на статических объектах (например, для соединения мостов)

10 Заключение

Используйте кабель максимального диаметра
Используйте кабель с низким сопротивлением и малой емкостью
По возможности используйте кабель
4 минимальной длины минимальный диаметр непосредственно на тензодатчике
Выберите правильный кабель в зависимости от сценария тестирования
Используйте гибкие кабели
Используйте кабели с токопроводящим экраном
Обеспечьте надлежащее заземление экрана
Убедитесь, что клетка Фарадея для цепи измерительного сигнала
Тщательная прокладка проводов
Скрученные провода
Не прокладывайте силовые кабели рядом с измерительным кабелем в одном кабеле (пересечение силовых линий под углом 90°).
Удалите источники шума
Используйте усилители несущей частоты
Используйте подходящие фильтры

Сопутствующие товары

Кабели и многожильные провода для тензометрических мостов

Наши кабели, многожильные провода и проволочные перемычки, позволяющие быстро и надежно подключить тензометрические датчики.

Провода и многожильные провода для производства преобразователей

Вы разрабатываете преобразователи и датчики и нуждаетесь в подходящих кабелях и многожильных проводах для электропроводки? Здесь вы найдете все нужные продукты.

Принадлежности для тензодатчиков

Ассортимент продукции HBM с принадлежностями для тензометров предлагает все необходимое для хорошего применения тензорезисторов.

Мероприятия и семинары

Академия HBK предлагает семинары и тренинги для всех уровней знаний, от новичка до специалиста по применению измерений.

Тензодатчик

Историческая перспектива

От Аристотеля до Хокинга

Сила и ее эффекты

Ограничения измерения

Тензодатчик

Конструкции датчиков

Цепи измерения

Применение и установка

Измерение технологического давления

От механического к электронному

Типы датчиков

Практические соображения

Высокое давление и вакуум

Конструкции высокого давления

Очень высокое давление

Вакуумные приборы

Манометры
и переключатели

Конструкции манометров

Защитные аксессуары

Реле давления

Сила, ускорение,
и крутящий момент

Датчики силы

Ускорение и вибрация

Измерение крутящего момента

Конструкции тензодатчиков

Принципы работы

Новые разработки датчиков

Конфигурации тензодатчиков

Взвешивание

Конструкция системы взвешивания

Установка и калибровка

Специализированные установки

Информационные ресурсы

Глоссарий

Индекс

Список рисунков

Таблицы данных

Транзакции Главная

Цепи измерения

Чтобы измерить деформацию с помощью тензодатчика сопротивления, он должен быть подключен к электрической цепи, способной измерять мельчайшие изменения сопротивления, соответствующие деформации. В тензометрических преобразователях обычно используются четыре тензометрических элемента, электрически соединенных в мостовую схему Уитстона (рис. 2-6).

Мост Уитстона представляет собой разделенную мостовую схему, используемую для измерения статического или динамического электрического сопротивления. Выходное напряжение моста Уитстона выражается в выходных милливольтах на входной вольт. Схема Уитстона также хорошо подходит для температурной компенсации.

Рисунок 2-6: Схема моста Уитстона

На рис. 2-6, если резисторы R1, R2, R3 и R4 равны, а между точками A и C приложено напряжение VIN, то на выходе между точками B и D не будет разности потенциалов. Однако, если R4 изменить на некоторое значение, которое не равно R1, R2 и R3, мост станет несбалансированным, и на выходных клеммах появится напряжение. В так называемой конфигурации G-моста датчик переменной деформации имеет сопротивление Rg, а другие плечи представляют собой резисторы с фиксированным значением.

Датчик, однако, может занимать одно, два или четыре плеча моста, в зависимости от применения. Полная деформация или выходное напряжение цепи (VOUT) эквивалентно разнице между падением напряжения на резисторах R1 и R4, или Rg. Это также можно записать как:

Подробнее см. Рисунок 2-6. Мост считается сбалансированным, когда R1/R2 = Rg/R3 и, следовательно, VOUT равно нулю.

Любое небольшое изменение сопротивления сенсорной сетки приведет к дисбалансу моста, что сделает его пригодным для обнаружения деформации. Когда мост настроен так, что Rg является единственным активным тензодатчиком, небольшое изменение Rg приведет к выходному напряжению моста. Если калибровочный коэффициент равен GF, измерение деформации связано с изменением Rg следующим образом:

Количество активных тензорезисторов, которые должны быть подключены к мосту, зависит от приложения. Например, может быть полезно соединить датчики, которые находятся на противоположных сторонах балки, один на сжатие, а другой на растяжение. При таком расположении можно эффективно удвоить выходную мощность моста при том же напряжении. В установках, где все плечи подключены к тензорезисторам, температурная компенсация осуществляется автоматически, так как изменение сопротивления из-за колебаний температуры будет одинаковым для всех плеч моста.

В четырехэлементном мосту Уитстона обычно два манометра подключаются на сжатие и два на растяжение. Например, если R1 и R3 находятся в растяжении (положительно), а R2 и R4 сжаты (отрицательно), то выходной сигнал будет пропорционален сумме всех деформаций, измеренных по отдельности. Для калибров, расположенных на соседних ветвях, мост становится неуравновешенным пропорционально разности деформаций. Для калибров на противоположных опорах мост уравновешивается пропорционально сумме деформаций. Независимо от того, измеряется ли деформация изгиба, осевая деформация, деформация сдвига или деформация кручения, расположение тензорезистора будет определять взаимосвязь между выходным сигналом и типом измеряемой деформации. Как показано на рис. 2-6, если на датчиках R2 и R3 возникает положительная деформация растяжения, а на датчиках R1 и R4 — отрицательная, общий выходной сигнал VOUT будет в четыре раза превышать сопротивление одного датчика.

Рисунок 2-7: Схема цепи шевронного моста

Шевронный мост

Шевронный мост показан на рис. 2-7. Это многоканальная схема, которая служит для компенсации изменений сопротивлений плеча моста путем их периодического переключения. Здесь четыре позиции канала используются для переключения цифрового вольтметра (DVM) между конфигурациями G-bridge (один активный манометр) и H-bridge (два активных манометра). Измерительное устройство DVM всегда использует общий источник питания и внутренний H-мост. Эта компоновка наиболее популярна для измерения деформации вращающихся машин, где она может уменьшить количество необходимых контактных колец.

Рисунок 2-8: Схема цепи четырехпроводного сопротивления

Четырехпроводная цепь сопротивления

Хотя мост Уитстона является одним из самых популярных методов измерения электрического сопротивления, можно использовать и другие методы. Основное преимущество четырехпроводной омической схемы заключается в том, что подводящие провода не влияют на измерение, поскольку напряжение определяется непосредственно на тензометрическом элементе.

  Установка с четырехпроводной омической цепью может состоять из вольтметра, источника тока и четырех токопроводящих резисторов R1, соединенных последовательно с измерительным резистором Rg (Рисунок 2-8). Вольтметр подключается к клеммам измерения сопротивления цифрового вольтметра, а источник тока подключается к клеммам источника сопротивления цифрового вольтметра. Для измерения величины деформации в цепь подается слабый ток (обычно один миллиампер). В то время как вольтметр измеряет падение напряжения на Rg, абсолютное значение сопротивления вычисляется мультиметром по значениям тока и напряжения.

  Измерение обычно выполняется путем первого измерения значения сопротивления манометра в ненагруженном состоянии, а затем второго измерения с приложенной деформацией. Разница в измеренных сопротивлениях манометра, деленная на сопротивление в ненагруженном состоянии, дает дробное значение деформации. Это значение используется с коэффициентом тензорезистора (GF) для расчета деформации.

  Четырехпроводная схема также подходит для автоматической компенсации смещения напряжения. Напряжение сначала измеряется, когда ток отсутствует. Затем это измеренное значение вычитается из показаний напряжения при протекании тока. Полученная разность напряжений затем используется для расчета измерительного сопротивления. Из-за своей чувствительности четырехпроводные тензорезисторы обычно используются для измерения низкочастотных динамических деформаций. При измерении высокочастотных деформаций необходимо усилить выходной сигнал моста. Эту же схему можно использовать с полупроводниковым тензометрическим датчиком и высокоскоростным цифровым вольтметром. При чувствительности ЦВМ 100 мкВ, источнике тока 0,44 мА, сопротивлении тензометрического элемента 350 Ом и его тензометрическом коэффициенте 100 разрешение измерения составит 6 микродеформаций.

Рисунок 2-9: Схема цепи постоянного тока

Цепь постоянного тока

Сопротивление можно измерить, возбудив мост либо постоянным напряжением, либо источником постоянного тока. Поскольку R = V/I, если либо V, либо I остаются постоянными, то другое значение будет изменяться в зависимости от сопротивления. Можно использовать оба метода.

Хотя теоретического преимущества использования источника постоянного тока нет (Рисунок 2-9) по сравнению с постоянным напряжением, в некоторых случаях выход моста будет более линейным в системе с постоянным током. Кроме того, если используется источник постоянного тока, это устраняет необходимость измерения напряжения на мосту; поэтому к тензометрическому элементу необходимо подключить только два провода.

Контур постоянного тока наиболее эффективен при измерении динамической деформации. Это связано с тем, что если динамическая сила вызывает изменение сопротивления тензорезистора (Rg), можно было бы измерить изменяющуюся во времени составляющую выходного сигнала (VOUT), в то время как медленно изменяющиеся эффекты, такие как изменения сопротивления провода из-за температуры варианты будут отклонены. Используя эту конфигурацию, температурные дрейфы становятся практически незначительными.

Применение и установка

Выходной сигнал схемы тензодатчика представляет собой сигнал напряжения очень низкого уровня, требующий чувствительности 100 микровольт или выше. Низкий уровень сигнала делает его особенно восприимчивым к нежелательным помехам от других электрических устройств. Емкостная связь, вызванная слишком близкой прокладкой токоподводящих проводов к силовым кабелям переменного тока или токам заземления, является потенциальным источником ошибок при измерении деформации. Другие источники ошибок могут включать в себя магнитно-индуцированные напряжения, когда подводящие провода проходят через переменные магнитные поля, паразитные (нежелательные) контактные сопротивления подводящих проводов, нарушение изоляции и эффекты термопары на стыке разнородных металлов. Сумма таких помех может привести к значительному ухудшению сигнала.

Экранирование

Большинство проблем с электрическими помехами и шумом можно решить с помощью экранирования и ограждения. Экран вокруг измерительных проводов будет препятствовать помехам, а также может уменьшить любые ошибки, вызванные ухудшением изоляции. Экранирование также защитит измерение от емкостной связи. Если измерительные провода проложены рядом с источниками электромагнитных помех, такими как трансформаторы, скручивание проводов сведет к минимуму ухудшение сигнала из-за магнитной индукции. При скручивании провода ток, индуцированный потоком, инвертируется, и области, которые пересекает поток, компенсируются. Почти без исключения в промышленных процессах используются скрученные и экранированные провода.

Охрана

Охрана самих приборов так же важна, как и экранирование проводов. Ограждение представляет собой коробку из листового металла, окружающую аналоговую схему и соединенную с экраном. Если токи заземления протекают через тензометрический элемент или его подводящие провода, мостовая схема Уитстона не может отличить их от потока, создаваемого источником тока. Защита гарантирует, что клеммы электрических компонентов находятся под одинаковым потенциалом, что предотвращает протекание посторонних токов.

Подключение защитного провода между испытуемым образцом и отрицательной клеммой источника питания обеспечивает дополнительный путь тока вокруг измерительной цепи. При размещении защитного провода на пути тока, вызывающего ошибку, все задействованные элементы (т.е. плавающий источник питания, тензодатчик, все другое измерительное оборудование) будут иметь тот же потенциал, что и испытуемый образец. Используя скрученные и экранированные провода, а также интегрируя DVM с защитой, ошибка синфазного шума может быть практически устранена.

Рисунок 2-10: Альтернативные конфигурации подводящих проводов

Проводные эффекты

Тензорезисторы иногда монтируют на расстоянии от измерительного оборудования. Это увеличивает вероятность ошибок из-за колебаний температуры, снижения чувствительности электрода и изменения сопротивления провода. В двухпроводной схеме (рис. 2-10А) два провода соединены последовательно с тензометрическим элементом, и любое изменение сопротивления провода (R1) будет неотличимо от изменения сопротивления тензорезистора. (Рг).

Для коррекции эффекта отведения можно ввести дополнительный третий отведение в верхнюю часть мостовидного протеза, как показано на рис. 2-10B. В этой конфигурации провод C действует как измерительный провод, по которому не протекает ток, а провода A и B находятся на противоположных ветвях моста. Это минимально приемлемый метод подключения тензорезисторов к мосту, чтобы устранить, по крайней мере, часть влияния ошибок удлинительного провода. Теоретически, если подводящие провода к датчику имеют одинаковое номинальное сопротивление, одинаковый температурный коэффициент и поддерживаются при одной и той же температуре, достигается полная компенсация. В реальности провода изготавливаются с допуском около 10%, и трехпроводная установка не устраняет полностью двухпроводные погрешности, но снижает их на порядок. Если желательны дальнейшие улучшения, следует рассмотреть четырехпроводные установки и установки с компенсацией смещения (рис. 2-10C и 2-10D).

В двухпроводных установках погрешность, вносимая сопротивлением подводящего провода, является функцией отношения сопротивлений R1/Rg. Погрешность отведения обычно незначительна, если сопротивление провода (R1) мало по сравнению с сопротивлением датчика (Rg), но если сопротивление провода превышает 0,1% от номинального сопротивления датчика, этот источник ошибки становится значительным. . Таким образом, в промышленных приложениях длина проводов должна быть минимизирована или устранена путем размещения преобразователя непосредственно на датчике.

Рисунок 2-11: Зависимость тензорезистора от температуры

Температура и коэффициент манометра

Материалы, чувствительные к деформации, такие как медь, изменяют свою внутреннюю структуру при высоких температурах. Температура может изменить не только свойства тензометрического элемента, но и свойства основного материала, к которому прикреплен тензодатчик. Различия в коэффициентах расширения между датчиком и основным материалом могут вызвать изменение размеров чувствительного элемента.

Расширение или сжатие тензометрического элемента и/или основного материала вносит ошибки, которые трудно исправить.

Схема подключения тензодатчиков к весовому терминалу: Схема подключения тензодатчиков к индикатору веса