Как рассчитать выдаваемый при нагрузке сигнал тензодатчика в мкВ / деление ?
Расчет сигнала, который один или несколько тензодатчиков системы взвешивания выдают при определенном увеличении нагрузки рассчитывается по формуле:
Δu = (C * 1000 * Uexc * e) / (N * Emax)
где,
Δu - увеличение сигнала в мкВ/деление (одно деление максимального количества интервалов датчика).
C - номинальная чувствительность ячейки в мВ/В.
Uexc - напряжение возбуждения тензодатчика в В.
e - размер цены деления в кг.
N - количество тензодатчиков.
Emax - номинальная нагрузка датчиков.
Типичные значения:
Δu = 0,8 ... 5 мкВ/деление
C = 1 ... 3 мВ/В
Uexc = 3 ... 12 В
е = 0,001 ... 100 кг
N = 1 ... 10
Emax = 1 ... 400000 кг
Пример 1.
Максимальный диапазон измерений - 15 кг.
е = 0,005 кг (5 г)
N = 1
Emax = 20 кг
C = 2 мВ / В
Uexc = 10 В
Δu = (2 * 1000 * 10 * 0,005) / (1 * 20) = 5 мкВ / деление
Пример 2.
Исходные данные как в Пример 1, но с напряжением возбуждения Uexc = 5 Вольт.
Δu = (2 * 1000 * 5 * 0,005) / (1 * 20) = 2,5 мкВ / деление
Пример 3.
Максимальный диапазон измерений - 600 кг.
е = 0,2 кг
N = 4
Emax = 500 кг
C = 2 мВ / В
Uexc = 5 В
Δu = (2 * 1000 * 5 * 0,2) / (4 * 500) = 1 мкВ / деление
Пример 4.
Максимальный диапазон измерений - 1500 кг.
е = 0,5 кг
N = 4
Emax = 750 кг
C = 2 мВ / В
Uexc = 6 В
Δu = (2 * 1000 * 6 * 0,5) / (4 * 750) = 2 мкВ / деление
Пример 5.
Исходные данные как в Пример 4, но с датчиками большей номинальной нагрузки.
Emax = 1000 кг
Δu = (2 * 1000 * 6 * 0,5) / (4 * 1000) = 1,5 мкВ / деление
Пример 6.
Автомобильные весы с максимальным диапазоном взвешивания 60 000 кг.
е = 20 кг
N = 6
Emax = 20 000 кг
C = 2 мВ / В
Uexc = 10 В
Δu = (2 * 1000 * 10 * 20) / (6 * 20,000) = 3,3 мкВ / деление
Пример 7.
Автомобильные весы с максимальным диапазоном взвешивания 60 000 кг.
е = 20 кг
N = 8
Emax = 30 000 кг
C = 2 мВ / В
Uexc = 6 В
Δu = (2 * 1000 * 6 * 20) / (8 * 30,000) = 1 мкВ / деление
Рекомендация.
Как видно в приведенных выше примерах, значения сигналов, которые тензодатчики выдают на каждое деление очень малы от 1 до 2 мкВ / деление. Поэтому для работы с датчиками следует использовать специальные высокочувствительные электронные приборы, которые имеют сверхстабильное напряжение источника питания, стабильные дифференциальные усилители, аналого-цифровые преобразователи с высоким разрешением от 16 до 24 бит, а также фильтры и подходящие средства защиты.
Экранирование сигнальных кабелей тензодатчиков и заземление всей системы поможет защитить эти слабые сигналы от помех возникающих в процессе работы промышленного оборудования.