Czujnik wagowy single point

Belka tensometryczna typu single point to najczęściej stosowany czujnik wagowy wykorzystywany przy produkcji wag elektronicznych. Prosty montaż oraz duży zakres pomiaru masy pozwala na budowę tanich o dobrych właściwościach metrologicznych wag elektronicznych. Podstawową zaletą belki tensometrycznej typu single point jest jej zdolność dokładnego pomiaru poza jej środkiem (centrum). W większości stosowanych czujników wagowych obciążenie musi być idealne przyłożone w centrum czujnika tensometrycznego, aby uzyskać dokładne pomiary.

Belki tensometryczne typu single point ze względu na ich geometryczny kształt umożliwiają pewną elastyczność i pozwalają na dokładne pomiary, nawet jeśli ciężar nie jest równomiernie rozłożony. Belki tensometryczne single point produkowane są przez większość europejskich i światowych producentów tensometrycznych czujników wagowych takich jak: AST, CAS, CURIOTEC, DINI ARGEO, DGCELL, KELI, FLINTEC, LAUMAS NBC, HBM, HBK, ZEMIC, SENSOCAR, SENSY, SCAIME, UTILCELL, ZEMIC, TEDEA, REVERE, CELTRON, RICE LAKE, SENSOTRONICS, VPG.

Co to jest czujnik wagowy typu single point?

Czujnik wagowy jednopunktowy nazywany prawidłowo czujnik wagowy typu single point lub czasami jako poza centrum jest to przetwornik, który przekształca siłę lub ciężar na sygnał elektryczny. Do korpusu czujnika wagowego przyklejone są tensometry (rezystory foliowe) połączone w układzie mostka. Pod obciążeniem, czyli działaniem siły konstrukcja korpusu czujnika wagowego nieznacznie się odkształca wraz z przyklejonymi do niego tensometrami. Zmiany rezystancji tensometrów są wprost proporcjonalne do przyłożonej siły i dlatego też są wykorzystywane do jej pomiaru.

Belka tensometryczna single point - budowa

Jednopunktowe czujniki wagowe typu single point dostępne są w wielu kształtach i rozmiarach. Miniaturowe belki tensometryczne pozwalają dokładnie mierzyć masę poniżej 100 g z dużą dokładnością, natomiast największe przystosowane są do obciążeń sięgających nawet do 1000 kg. Cechą wspólną jest owalny otwór wykonany wewnątrz korpusu czujnika wagowego, który odróżnia wizualnie je od innych czujników siły. Specjalnie wykonana konstrukcja belki, otwory i przewężenia pozwalają na przenoszenie obciążeń poza środkiem belki tensometrycznej.

Jednopunktowy czujnik tensometryczny - zastosowanie

Czujnik tensometryczny typu single point pozwala na dokładny pomiar masy na powierzchni szalki wagi znacznie większej niż wymiary czujnika. Zastosowanie jednego czujnika zamiast czterech czujników i ważenie dokładne na stosunkowo dużych powierzchniach szalki (do 800 × 800 mm) sprawia, że jednopunktowy czujnik jest bardzo ekonomicznym rozwiązaniem dla wielu zastosowań. Typowe zastosowanie belki tensometrycznej single point to wykorzystanie jej jako czujnik wagowy przy budowie najróżniejszych wag jednoczujnikowych np.:

• waga laboratoryjna
• waga przemysłowa platformowa
• waga stołowa
• waga medyczna
• waga licząca
• waga łazienkowa
• waga kontrolna
• platforma wagowa
• układy ważące w automatyce i przemyśle

Belka tensometryczna single point - trwałość

Materiał, z którego jest wykonany korpus belki tensometrycznej, decyduje o odporności jej na warunki zewnętrzne (IP). Materiałem używanym do budowy czujnika wagowego typu single point może to być:

• aluminium
• stal stopowa
• stal nierdzewna.

Bardzo istotny jest też sposób zabezpieczenia naklejonych tensometrów. W typowych zastosowaniach tensometr foliowy zabezpieczony jest przed działaniem czynników zewnętrznych warstwą elastycznego silikonu, która z powodzeniem chroni przed kontaktem z pyłami i czystą wodą. Dla bardziej wymagających i trudnych warunków tensometry foliowe zabezpiecza się przyklejoną osłoną ze stali nierdzewnej lub się ją wręcz spawa do rdzenia belki, osiągając stopień zabezpieczenia IP68 / IP69K. Materiał, z jakiego jest wykonany czujnik wagowy single point, decyduje o jego odporności na czynniki zewnętrzne, czyli trwałości.

Belka tensometryczna single point - dokładność

Jaka jest dokładność belki tensometrycznej? Podstawową sprawą jest, że do projektowania, wykonania i produkcji układu wagowego należy od razu wykluczyć belki tensometryczne niewiadomego pochodzenia nieposiadające znaku CE oraz certyfikatu OIML (wyjątek mogą stanowić tylko nietypowe specjalistyczne konstrukcje). Na portalach aukcyjnych dostępne są bliźniaczo podobne belki tensometryczne, ale bez oznaczeń klasy lub podania podstawowych parametrów. Tego typu belki nie gwarantują stałości parametrów, dokładności i powtarzalności pomiarów w funkcji czasu i temperatury. Typowa belka tensometryczna jednopunktowa (single point) wykonywana jest w klasie dokładności C3 wg OIML. Dostępne są niewiele lepsze do zastosowań specjalnych czujniki wagowe wykonane w klasie C4, C5 i C6. Jednak decydujący wpływ na dokładność ważenia z użyciem czujnika single point ma prawidłowy montaż i przestrzeganie wszystkich zaleceń producenta przetwornika tensometrycznego.

Czułość tensometru Single Point

Czułość belki tensometrycznej jest wyrażana w jednostkach mV/V i jest parametrem technicznym niemającym nic wspólnego z dokładnością czujnika wagowego Najczęściej jest to 2 mV/V lub 3 mV/V z tolerancją +/- 10%. Znajomość tego parametru umożliwia wstępnie dobranie zamiennika tensometru, aby po wymianie uzyskać te same wskazania, ale dla dokładnej pracy układu wagowego konieczna jest powtórna adiustacja układu wagowego. To samo dotyczy elektroniki, w której jest możliwość wpisania tego parametru do pamięci elektroniki, jednak tego tupu "kalibracja" nie jest dokładna. Tylko położenie odpowiedniej klasy dokładności wzorców masy gwarantuje poprawną adiustację układu wagowego i jego poprawną pracę.

Odporność na przeciążenia belki typu single point

Prawidłowo zamontowany zgodnie z zaleceniami producenta i sztuką wagarską czujnik wagowy będzie pracował niezawodnie wiele lat. Przy wyborze belki tensometrycznej single point należy zwrócić uwagę na dwa parametry:

• maksymalne obciążenie
• maksymalne wymiary szalki wagi

Maksymalne obciążenie czujnika wagowego wyrażone w kg może być bezpiecznie najczęściej do 120%, natomiast przeciążenie powyżej 150% jest zazwyczaj niszczące dla niego. Dlatego ważne jest zabezpieczenie platformy wagowej przed ewentualnym przeciążeniem przez zastosowanie odpowiednich ograniczników mechanicznych i ich starannego wyregulowania. Przy projektowaniu układu zaleca się wybranie zakresu belki o 20-30% niż maksymalny zakres wagi.

Wymiar szalki wagi a czujnik tensometryczny single point

Podstawowym parametrem tensometrycznej wagi jednoczujnikowej są maksymalne wymiary szalki wagi. Jest to parametr, który należy uwzględnić przy wyborze czujnika tensometrycznego jednopunktowego typu single point. Nie jest wskazane przekraczanie tego parametru, gdyż pomijając nawet duże błędy pomiaru, może też nastąpić do nieodwracalnego uszkodzenia czujnika. Przy uruchamianiu układu wagowego konieczne jest dokładne wyregulowanie ograniczników obciążenia (zderzaków) tak, aby działały już na narożnikach powyżej 1/3 obciążenia maksymalnego wagi.

Belka tensometryczna single point-temperatura pracy wagi

W większości przypadków temperatura pracy czujnika wagowego single point zawiera się w przedziale -10 C do +40 C. Gdy konstruujemy układ wagowy, który będzie poddawany zmianą temperatury warto spojrzeć na parametr, który informuje, jakie mogą nastąpić zmiany czułości i błędu zera wynikające ze zmiany temperatury. W kartach katalogowych są one podawane jako wartość zmiany czułości belki tensometrycznej przypadająca na 10 K na jej maksymalne obciążenie.

Producent belki tensometrycznej typu single point

W większości przypadków istnieje kilka typowych konstrukcji belki tensometrycznej single point, które można zamiennie stosować, ponieważ podstawowe parametry bez względu na producenta są bardzo zbliżone.