At forstå kraftmåling og de enheder, der bruges til det, er ikke særlig svært. Alt du behøver er en forståelse af det grundlæggende i vejeceller og en praktisk guide til at give dig den viden. Her hos Michigan Scientific har vi dækket dig.
Lad os udforske mere om vejeceller – hvad de er, hvordan de fungerer, og hvornår du kan bruge en.
Vejeceller kan bruges til at registrere, når et objekt udøver en kraft. Du kan også bruge dem til at spore ændringerne i den påførte kraft over tid. I nogle applikationer bruges vejeceller til at detektere tilstedeværelsen af en kraft ved at måle belastningen på en overflade på grund af input. Deformation er en deformationsreaktion på en overflade på grund af en påført belastning. Når en kraft påføres, omdanner vejecellen denne energi til et elektrisk signal.
Hvad er vejeceller?
Vejeceller er fysiske elementer, også kendt som transducere. Transducere kan omdanne én form for energi til en anden form for energi; hvilket betyder, at hvis du anvender kraft i en vejecelle, kan den omdannes til et elektrisk signal.
Dette signal vil have en størrelse, der er direkte proportional med den kraft, der påføres, hvilket gør det lettere at måle.
Hvilke typer vejeceller er der?
Der er forskellige typer af vejeceller. De tre mest almindelige er strain gauge, hydrauliske og pneumatiske vejeceller. Det betyder, at der er tre nemme måder for en vejecelle at omsætte en påført kraft til en målbar aflæsning. Michigan Scientific har specialiseret sig i både strain gauge-vejeceller og brugerdefinerede strain gauge-vejeceller.
Og mens der er andre typer vejeceller, er de mindre almindeligt anvendt.
Strain Gauge Load Cells: Mekanisk element
Strain gauge-vejeceller er af mekanisk natur. Dette mekaniske element gør brug af en strain gauge, eller flere strain gauges, for at fornemme en deformation forårsaget af den påførte kraft.
Strain gauges varierer ofte i størrelse, produktionsmaterialer og endda mekanisk opsætning for at kunne rumme forskellige belastninger. De kan også have varierende følsomhed baseret på deres tilsigtede formål. På trods af at de har forskellige designs, arbejder alle strain gauges på det samme koncept, hvilket gør afbøjning til en ændring i modstand.
Almindelige strain gauges består af en meget fin tråd eller folie i et gittermønster, hvor en lineær ændring i elektrisk modstand kan forårsages ved at detektere belastning på grund af kraft, vægt eller tryk i en bestemt retning. Der er ofte en basismodstand på 120Ω, 350Ω eller 1,000Ω.
Som nævnt ovenfor kan hver strain gauge have forskellige niveauer af følsomhed. Dette udtrykkes som "gauge-faktoren" eller GF, og er defineret som forholdet mellem fraktioneret ændring i elektrisk modstand og fraktioneret deformation i den retning, kraften påføres (eller belastning).
Gauge Factor = GF = (∆R/R)/(∆L/L) = (∆R/R)/ε, hvor ε = tøjning
Hydrauliske vejeceller: Opsætning af stempel og cylinder
Hydrauliske vejeceller gør på den anden side brug af konventionelle cylinder- og stempelarrangementer for at vise trykændringen. Stemplets bevægelse kan hjælpe med at bestemme vægten af objektet ved at måle ændringen i tryk på et tilsluttet Bourdon-rør.
Pneumatiske vejeceller: Brug af lufttryk
Endelig gør pneumatiske vejeceller brug af lufttryk for at få de samme resultater. Lufttryk påføres den ene ende af en membran, som så slipper ud gennem dysen, der findes i bunden af vejecellen.
Både hydrauliske og pneumatiske vejeceller fungerer godt i et laboratoriemiljø med statiske belastninger. Strain gauge-vejeceller er meget nyttige til dynamiske belastninger og test i marken.