Mehanička struktura vagarske opreme
Oblik i veličina merne ćelije određeni su tipom opružnog elementa koji se koristi. Ispravan izbor opružnog elementa i komponenti za ugradnju zavisi, između ostalog, od sledećih aspekata:
- smera opterećenja
- vrednosti primenjenog maksimalnog opterećenja, kao i radnog opterećenja i opterećenja pri lomu
- zahtevane tačnosti merenja
- dimenzionih zahteva (npr. ukupne visine)
- bočnih sila, uvijanja, opterećenja savijanjem
Dizajn mernih ćelija
Tokom procesa merenja, sila opterećenja utiče na metalni opružni element u mernoj ćeliji izazivajući elastičnu deformaciju. Merna traka je ugrađena na opružni element i pretvara pozitivno i negativno opterećenje u električni signal. Osnovna merna ćelija se sastoji iz opružnog elementa opterećenog na savijanje na koji su nalepljene merne trake. Osnovni elementi, opružni element i merna traka, obično su praćeni dodatim elementima kao što su kućište, zaptivači, itd, dizajnirani kako bi se zaštitila merna traka.
Merne ćelije za velika opterećenja
Slika 1-1 prikazuje crteže preseka mernih ćelija sa opružnim elementom u obliku stuba. Sa leve strane je prikazan slučaj koji je idealan za pritisno opterećenje, dok crtež sa desne strane prikazuje konektor koji može da detektuje i zatezna i pritisna opterećenja. Poprečni presek stuba je smanjen na mestu gde su postavljene merne trake. Na ovaj način, deformacija koja je dovoljno velika da izazove značajnu promenu signala nastaje na mestu merenja. Čitavo ugibanje opruge pod teretom je izuzetno malo. Pri maksimalnoj nosivosti, ugibanje opruge u ovom slučaju (ugibanje pri maksimalnom opterećenju) nije veće od 0,5mm.
Slika 1-1: Merne ćelije sa opružnim elementom u obliku stuba photo: TRCpro/HBK
Merne ćelije za mala opterećenja
Opružni element sa direktnim mehaničkim opterećenjem nije podesan za merenje malih opterećenja (recimo onih ispod 5t). U ovom slučaju bolji je opružni element koji izlazi iz mernog okvira. Slika 1-2 prikazuje različite modifikacije savijajućih elemenata koje proizvode deformaciju u dovoljnoj meri pri odgovarajućem opterećenju.
Slika 1-2: Modifikacije savijajućeg elementa photo: TRCpro/HBK
Za još manja opterećenja može biti korišćen konzolni element. Međutim, u ovom slučaju signal zavisi od momenta savijanja. Ako se tačka uvođenja opterećenja menja za isto opterećenje, izlazni signali će biti različiti. Zbog toga se samo konzolni elementi retko koriste u mernim ćelijama, pošto je potrebno preduzeti posebne mere da bi se mesto uvođenja opterećenja održalo konstantnim (efekat poluge–rastojanje koje je normalno na pravac uvođenja sile).
Slika 1-3: Odabrani tipovi HBK mernih ćelija i njihova karakteristična nosivost photo: TRCpro/HBK
Za opterećenja do 5t retko se koriste višekonzolni opružni elementi. Ovaj tip merne ćelije obično odlikuje konfiguracija u kojoj su dva konzolna opružna elementa postavljena jedan iznad drugog, ali povremeno mogu biti upotrebljene dve konzole. One su sa svojih strana za povezivanje spojene nesavitljivim komponentama. Čvrst spoj usmerava putanju uvođenja opterećenja ka potpunoj vertikali, uzrokujući deformaciju u obliku slova S na obe konzole.
Ovaj sistem je značajno manje osetljiv na pomeranje tačke uvođenja opterećenja od opružnog elementa sa jednom konzolom. Deformacija površine u obliku slova S proizvodi kompaktne površine pozitivne i negativne deformacije (napona) olakšavajući lepljenje i spajanje mernih traka.
Na našem sajtu možete pogledati asortiman HBK-ovih mernih ćelija na stranici:
https://trcpro.net/proizvodi/senzori-i-davaci/
Kontakt:
TRCpro d.o.o.
Preradovićeva 31, Petrovaradin, Tel: 021 6433774, www.trcpro.net, hbm@trcpro.rs
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.