Deformációs mérő szenzor mechanizmus PT306

Termék bemutatása

A deformációs mérőként működő érzékelőmag a deformációs mérők alapvető funkcionális eleme. Alapelve a fém- vagy félvezető anyagok „deformációs hatásán” alapul, amely során az anyag erő hatására bekövetkező alakváltozása rendszerszerűen megváltoztatja az ellenállás értékét. Ezen ellenállás-változás elektromos jelekké alakításával pontosan mérhetők mechanikai mennyiségek, mint például erő, nyomás, tömeg és nyomaték. Mivel az érzékelő „szíve”, közvetlenül meghatározza annak mérési teljesítményét, és széles körben alkalmazzák ipari mérési és vezérlési rendszerekben, mérlegrendszerekben, közlekedési logisztikában, orvosi berendezésekben és egyéb területeken.

1. Alapvető jellemzők és funkciók

1) A mag alapvető előnyei

• Magas pontosság és érzékenység: Pontos fémek alkalmazásával alakváltozási mérők (például Kevlar, Kama ötvözet) vagy félvezető alakváltozási érzékelőkkel ezek az alkatrészek stabil alakváltozási együtthatóval rendelkeznek, mérési pontosságuk ±0,01%FS-tól ±0,1%FS-ig terjed. Pontosan észlelik a minimális mechanikai deformációkat (mikroalakváltozások szintjének detektálása), így ideálisak pontossági mérési alkalmazásokhoz.

• Széleskörű alkalmazhatóság: A deformációmérő-ragasztási technikák optimalizálásával és különféle rugalmas érzékelőelemek (például gerenda-, oszlop- vagy gyűrűtípusú) kiválasztásával a rendszer méréstartománya grammoktól több száz tonnáig terjed. Ez a lehetőség kielégíti az elektronikus mérlegek kis léptékű igényeit, valamint az ipari sajtok nagyléptékű monitorozási követelményeit is.

• Jó stabilitás és ismételhetőség: Az érzékeny rugalmas elemet öregítésnek vetik alá, hogy csökkentsék a feszültséglazulásból eredő driftet; a deformációmérő bélyeget magas hőmérsékleten végzett öregítési és záróvédelmi eljárással használják, így biztosítva az ellenállásérték stabilitását hosszú távú használat során, az ismételhetőségi hiba kevesebb, mint ±0,05%FS, és garantált az adatok konzisztenciája.

2) Alapvető funkcionális teljesítmény

• Mechanikai-jelátalakítás elektromos jellé: Ez a folyamat fizikai mennyiségeket, például külső erőket és nyomásokat alakít át pontos ellenállásjelekké kiváló linearitással. A követő kondicionáló áramkörökkel kombinálva szabványos ipari kimeneteket állít elő, mint például a 4-20mA és a 0-10V, lehetővé téve a mechanikai paraméterek közvetlen integrálását a mérési és vezérlési rendszerekbe digitális monitorozás céljából.

• Hőmérséklet-kiegyenlítési funkció: A rendszer beépített, hőmérséklet-kompenzált alakváltozási érzékelőket tartalmaz, vagy külön kompenzációs áramkört használ a környezeti hőmérséklet-ingadozások kiegyenlítésére (-20 ℃ és 80 ℃ között, a szabványos működési tartomány). Ez a mechanizmus megakadályozza a hőmérsékleti driftből adódó mérési hibákat, így biztosítva a stabil teljesítményt az egész hőmérsékleti skálán.

• Zavarvédelem és védettség: Az alakváltozási érzékelő szigetelt és befedett, az alakváltozást szenvedő test felülete pedig korrózióálló kezelésen (például horganyzás vagy porfesték) ment át, hogy ellenálljon a nedvességnek és a pornek a tipikus ipari környezetekben. Néhány magasabb kategóriás modell beépített elektromágneses árnyékoló réteggel rendelkezik, hogy csökkentse a villamos hálózatokból és elektromágneses eszközökből származó zavarokat.

3) Szerkezet és integrációs jellemzők

• Kompakt és Enyhe Súlyú Tervezés: Az rugalmasan érzékeny elem kompakt szerkezetű, az egész mechanizmus térfogata mindössze néhány köbcentiméter, és könnyűsúlyú. Ez kiválóan alkalmas különféle kisméretű érzékelőtermékekbe való integrálásra, például okos hordozható eszközökbe és miniatűr nyomásérzékelők .

• Moduláris kialakítás: Egyes alkatrészek szabványos interfészekkel rendelkeznek (például menetes rögzítés és csapkapcsolatok), amelyek lehetővé teszik a gyors összeszerelést különféle házakkal és kondicionáló áramkörökkel, csökkentve ezzel az érzékelőgyártók kutatási-fejlesztési és szerelési költségeit.

• Túlterhelés elleni védelem tervezése: Az alakváltozási érzékeny elem fáradásálló anyagból készül, túlterhelési képessége 120%–200%FS. Ellenáll a maradandó alakváltozásnak pillanatszerű ütőerő hatására, ezzel meghosszabbítva a mozgás élettartamát.

2. A szakma főbb problémái, melyek megoldására szükség van

Mechanikai mérési körülmények között a hagyományos szenzormechanizmusok gyakran szembesülnek olyan kihívásokkal, mint a mérési pontatlanságok, alacsony alkalmazkodóképesség, rövid élettartam és integrációs nehézségek. A deformációmérő bélyeg szenzormechanizmusa kifejezetten ezekre az alapvető problémákra nyújt megoldást:

• Pontos mérési megoldás: A hagyományos mechanikus érzékelő elemek (például rugós vagy kartípusú) alacsony pontosságának és magas leolvasási hibájának kiküszöbölésére szolgál ez a technológia, amely így eleget tesz az ipari alkalmazásokban – például anyagkeverés vagy metrológiai ellenőrzés – támasztott szigorú adatpontossági követelményeknek, és megbízható mérési eredményeket biztosít.

• Méréshatár-alkalmazkodás korlátozottsága: Ez a megoldás azt a problémát orvosolja, amikor egyetlen mechanizmus nem képes kielégíteni több méréshatárra vonatkozó igényeket. Különböző rugalmas testek szerkezeti kialakításával lehetővé teszi a mérési tartomány adaptálását minimális erőtől (pl. orvosi infúziós nyomás) extrém erőig (pl. híd-mérlegek) belül ugyanabban a technológiai keretben, csökkentve ezzel az átváltási költségeket különböző alkalmazási területek között.

• Környezeti zavarokkal kapcsolatos problémák: A rendszer a hőmérsékleti kompenzáció és tömítési technológiák alkalmazásával kezeli a hőmérséklet, páratartalom és rezgés okozta mérési driftet, így biztosítva a stabil működést kihívásokkal teli környezetekben is, mint például magas/alacsony hőmérsékletű gyártóüzemek, páratartalmú raktárak és rezgő gépek (pl. forgácsoló gépek).

• Érzékelőgyártók kutatási és fejlesztési hatékonyságával kapcsolatos kihívások: A hosszú fejlesztési ciklusok és a magas költségek elkerülése érdekében a moduláris mechanizmusok lehetővé teszik a közvetlen integrációt, csökkentve az anyagválasztás és az alakváltozási érzékelők felviteléhez szükséges befektetéseket, miközben felgyorsítják a termék kereskedelmi forgalomba hozatalt.

• Hosszú távú stabilitás: Kezeli a hagyományos mozgások korlátozott élettartamát, amelyet a fáradás és az öregedés okoz. A fáradásálló rugalmas anyagok és a precíziós gyártás biztosítják az átlagos meghibásodások közötti idő (MTBF) ≥50 000 órás szintjét, csökkentve ezzel a gyakori érzékelőcserékhez kapcsolódó karbantartási költségeket.

3. A felhasználói élmény kiemelkedő elemei

• Könnyű integráció: Szabványosított szerkezeti kialakítással és interfészekkel rendelkezik, így összeszerelhető érzékelőházakkal és áramkör-modulokkal összetett módosítások nélkül, kompatibilis az automatizált gyártósorokkal. Az összeszerelési idő 10 perc alá csökken, jelentősen növelve a termelési hatékonyságot.

• Hibakeresés-barátság: A ellenálláskimenet kiváló linearitást mutat, így nincs szükség összetett algoritmus-beállításokra a hibakeresés során. Egyszerű nullpont- és tartománykalibrálással teljesíthetők az üzemeltetési igények, jelentősen csökkentve a technikai személyzet működtetési bonyolultságát.

• Tartósság: Hosszú távú használat mellett az adatdrift marad ≤±0,1 %FS/év, így elmarad a gyakori újrabillentyűzés, és csökken a karbantartási munkaterhelés. Ez ideálissá teszi felügyelet nélküli távoli figyelési alkalmazásokhoz, például vezetéknyomás-figyeléshez.

• Költségvezérlés: Az alapanyagok (alakváltozási mérők, elastomerek) érett technológiájúak és könnyen elérhetők szabványosított gyártási folyamatokkal. A piezoelektromos vagy kapacitív mechanizmusokhoz képest ez 30–50%-os költségcsökkentést eredményez, miközben a hosszabb élettartam tovább csökkenti az életciklus-költségeket.
• Forgatókönyv-kompatibilitás: A kimenőjelet egyszerű előerősítő áramkör segítségével ipari szabványos formátumokká, például 4-20 mA vagy RS485-vé lehet alakítani, így zökkenőmentesen integrálható a legelterjedtebb PLC és DCS rendszerekbe további jelátalakítók nélkül.

4. Tipikus alkalmazási területek

1) Ipari méréstechnika és tömegmérés

• Elektronikus mérlegek: Elektronikus asztali mérlegek, padlómérlegek és darumérlegek alapvető eleme, pontos tömegmérést biztosítva áruk esetében. Széles körben használatos raktárakban, logisztikai parkokban és kikötőkben, pontossága megfelel a kereskedelmi elszámolási szabványoknak.

• Az adagolórendszer figyeli a nyersanyag-tároló súlyát vagy a vegyipari és élelmiszer-feldolgozó automatikus adagolóberendezésekbe bemenő anyag mennyiségét, és együttműködik a vezérlőrendszerrel a pontos összetevőkeverés eléréséhez, így elkerülve a nyersanyagok pazarlását vagy az arányeltéréseket.

2) A mechanikai mennyiségek monitorozása és szabályozása területe

• Szerkezeti feszültségfigyelés: Ezt a technológiát hídszerkezeteknél, épületeknél és szélturbinák lapátjainál használják. Valós idejű mechanikai jeleket rögzít a szerkezeti deformációkból, kritikus adatokat szolgáltatva a szerkezeti biztonság értékeléséhez.

• Terhelésfigyelés: Gépi szerszámgépek orsóin, robotkarok csatlakozóin, daruk horogjain stb. van felszerelve a működés közbeni terhelésingadozások figyelésére, megelőzve a túlterhelésből eredő berendezéskárokat.

3) Nyomás- és erőérzékelés

• Ipari nyomásérzékelők: A hidraulikus és pneumatikus rendszerek alapvető elemei, amelyek a csövek és hengerek nyomását figyelik meg, biztosítva a rendszer stabil működését, például fröccsöntő gépek hidraulikus rendszereiben.

• Orvosi erőérzékelő eszközök: Ezek a rendszerek sebészi és rehabilitációs eljárások során a robotsegédítésű műtétek erőit figyelik meg, így biztosítva a pontosságot és a biztonságot, például ortopédiai műtétek erővisszajelző szabályozásában.

4) Közlekedési és logisztikai szektor

• Járműmérlegelés: Dinamikus mérési rendszerekben (például autópályán működő túlterhelés-ellenőrző állomásokon) és teherautó-mérlegeken használják a jármű teljes súlyának és tengelyterhelésének figyelésére, megelőzve a túlterhelésből származó útkárosodást.

• Expressz csomagrendszerező berendezések: Automatizált rendszerező sorokban a csomagok súlya alapján való osztályozásukat valósítják meg folyamatos súlyfigyeléssel, növelve a rendszerezés hatékonyságát.

5) Fogyasztási elektronika és okos eszközök

• Okos hordozható eszközök: Ezek az eszközök, mint például a fitneszedzők és egészségmérlegek, testtömeget és edzés közbeni erőhatásokat figyelnek meg, támogatva az egészségügyi adatelemzést.

• Okos otthoni eszközök: Például fogás erőérzékelők az okosajtó-zárakban és ütközésérzékelés a robotporszívókban, ezek a technológiák növelik az eszközök intelligens interakciós élményét.

Összefoglalás

A „nagy pontosságú, széles méréstartományú és költséghatékony” jellemzőik által kiemelkedő alakváltozási érzékelő magok a szenzoros termékek gerincévé váltak, mivel megoldják a mechanikai mérési pontossággal, stabilitással és integrációval kapcsolatos kihívásokat. Kiforrott technikai kerettel, felhasználóbarát kezelhetőséggel és széleskörű alkalmazhatósággal rendelkeznek, így elhelyezkedhetetlen szerepet töltenek be olyan iparágakban, mint a gyártás, az egészségügy, a közlekedés és a fogyasztási elektronika, megbízható érzékelési támogatást nyújtva az automatizált mérési és vezérlési rendszerek számára.

Részletes megjelenítés

Paraméterek