ما هي خلية الحمل وكيف تعمل

أنواع ونطاق

بادئ ذي بدء ، سوف نفهم من حيث المبدأ تشغيل أجهزة استشعار قياس الضغط. عندما تعمل قوة خارجية على الجسم ، فإنها تشوه وتقاوم القوة المطبقة. بسبب تشوه غلاف المستشعر ، يتم التأثير على عنصر القياس في مقياس الضغط. ونتيجة لذلك ، يولد الجهاز إشارة كهربائية ، يقرأها نظام المعالجة الذي يعطي نتيجة القياس. ولكن ما هو هذا النوع من الأجهزة؟

يتم استخدام سلالات الضغط من أجل:

• قياسات الوزن. علاوة على ذلك ، اعتمادًا على تصميم وحدة القياس ، يمكن استخدامها للضغط أو الشد. وفقًا لذلك ، الغرض منها هو قياس الوزن على المنصات (على سبيل المثال ، المقاييس في المتاجر) أو على التعليق (الرافعات ، إلخ).
• قياسات الضغط. على سبيل المثال ، في خطوط أنابيب الغازات والمواد السائلة.
• قياسات عزم الدوران (على محركات السيارات أو الأدوات الآلية).
• تعاريف التسريع.
• مراقبة الحركة.

حسب نوع عنصر القياس ومبدأ التشغيل ، تنقسم خلايا الحمل إلى:

• مقاوم.
• كهربيضغطي كهربي إجهادي.
• الاستقطاب البصري.
• الألياف الضوئية.
• Piezoresistive.

تحدد ميزات التصميم لخلية الحمل مكان استخدامها ، لأن التصميم يحدد وجود ثقوب ومتجهات للتطبيق المحتمل للقوى ، على التوالي ، وعملية القياس نفسها. هناك أيضًا أنواع مختلفة من مقاييس الإجهاد في الشكل:

1. ناتئ. الغرض من هذه الأجهزة هو قياس كمية المواد في الموزعات ، الناقل ، المنصة ، القادوس ومقاييس الأرضيات.
2. إسطواني. يتم استخدامها لوزن العربات والسيارات والدبابات والحاويات - حيث تحتاج إلى قياس الأوزان الكبيرة.
3. على شكل حرف S ، شد ، مناسب لقياس الوزن المرفوع بواسطة الرافعة وتصميمات أخرى مماثلة.

من الناحية العملية ، يمكن إنتاج مقاييس الضغط في تصميم متنوع تمامًا.

الجهاز ومبدأ التشغيل

تُستخدم أجهزة قياس الضغط لقياس الضغط أو الوزن ؛ وتعطي جميعها إشارة كهربائية رقمية أو تناظرية عندما يتغير شكل العنصر الحساس. لكن من ماذا صنعوا؟

القاعدة أو الحافظات من أنواع مختلفة ، ويعتمد ذلك على مكان تثبيت المستشعر. وأيضًا في أي اتجاه يعمل - للضغط أو الشد أو الانحناء.

بالإضافة إلى عنصر الاستشعار ، يمكن أن يحتوي مبيت خلية التحميل أيضًا على وحدات إضافية ، على سبيل المثال ، ADC ، ومحركات الطاقة ، وما إلى ذلك. إذا كان مقياس الضغط رقميًا ، فهناك وحدة لتحويل إشارة تناظرية (ADC).ضع في اعتبارك مبدأ تشغيل عنصر المستشعر لمقياس السلالة على سبيل المثال من مكون مقاومة السلالة - فقد وجدوا الاستخدام الأكثر انتشارًا.

مقياس الإجهاد المقاوم هو طبقة مرنة أو ركيزة يتم تطبيق طبقة مقاومة عليها. إذا كان مستشعر فيلم - رش رفيع أو رقائق ، إذا كان سلكًا - يتم وضعه على سلك الركيزة المرن. الرش أو الأسلاك المكدسة في خط متعرج.

أثناء العمل الميكانيكي على الركيزة ، ينحني ، ونتيجة لذلك يتم تمديد الفيلم أو الرقاقة أو السلك. وفقًا لذلك ، في حالة التوتر ، تتغير منطقة المقطع العرضي (تنخفض) وتزداد المقاومة. عندما ينخفض ​​الضغط ، تعود الركيزة إلى وضعها الأصلي ، والطبقة المقاومة أيضًا ، وتبدأ مقاومتها في الانخفاض وتعود إلى طبيعتها.

تعمل الأجهزة الحساسة الكهروإجهادية عكس ذلك. عندما يتم الضغط على البلورة البلورية ، يحدث EMF ، بينما تتغير مقاومة المستشعرات المقاومة للرطوبة المصنوعة من أغشية أشباه الموصلات الرقيقة.

يمكنك أيضًا العثور على مستشعرات سعوية - هذه الأجهزة التي يتمثل مبدأ عملها في قياس السعة بين الألواح المرنة. بالإضافة إلى الأجهزة الكهرومغناطيسية التي تتغير فيها خصائص الدائرة تحت التأثير على الدائرة المغناطيسية.

الاسلاك الرسم البياني

اكتشفنا كيف تعمل خلية الحمل. الآن يجب أن تتعرف على مخطط الاتصال. يظهر الرسم التخطيطي للجهاز الذي يقرأ الإشارة في الشكل أدناه. سترى عليه أحد الخيارات لتضخيم الإشارة وتحويلها من المستشعر.

إذا أخذنا في الاعتبار مستشعر مقياس الضغط ، فهو في الواقع جسر من المقاومات ، يتم تضمينه على النحو التالي. تسمى دائرة التبديل هذه "جسر ونستون" أو جسر القياس.

لتشغيلها ، لا يكفي توصيل أسلاك الإشارة فقط ، بل تحتاج أيضًا إلى أسلاك طاقة. في بعض الأنظمة المعقدة ، يمكن أيضًا توصيل الأسلاك للاستقرار الحراري أو وظائف أخرى.

يخبر الفيديو بالتفصيل ماهية مستشعرات قياس الضغط وكيفية عملها:

يمكن استخدام أجهزة استشعار قياس الضغط الحديثة ، اعتمادًا على غرضها ، في التركيبات للقياس من أجزاء غرام إلى مئات الأطنان. وفقًا لذلك ، لكل مجموعة من الأوزان ، يتم تحديد مقاييس الضغط لتصميم معين ونوع العنصر الحساس. بالإضافة إلى الأوزان المقاسة ، تلعب الظروف التي ستعمل فيها ، بالإضافة إلى فئة الدقة المطلوبة ، دورًا مهمًا في اختيار الأجهزة.

مواد ذات صلة:

• كيف تعتمد مقاومة الموصل على درجة الحرارة
• ما هو تتابع الجهد؟
• تأشير المقاوم بالقوة والمقاومة