Mecanism senzor cu extensometru PT306

Introducerea produsului

Nucleul senzorului cu traductor de tensiune este componenta funcțională esențială a senzorilor cu traductor de tensiune. Principiul său fundamental utilizează „efectul de deformație” al materialelor metalice sau semiconductoare — prin care valoarea rezistenței se modifică sistematic atunci când materialele se deformează sub acțiunea unei forțe. Prin convertirea acestei variații a rezistenței în semnale electrice măsurabile, acesta permite detectarea precisă a mărimilor mecanice precum forța, presiunea, greutatea și cuplul. Ca „inima” senzorului, acesta determină direct performanța de măsurare și este utilizat pe scară largă în domeniile măsurărilor și controlului industrial, sistemele de cântărire, logistica transporturilor, echipamente medicale și altele.

1. Caracteristici și funcții principale

1) Avantaje ale performanței nucleului

• Precizie și sensibilitate înalte: Utilizând metale de precizie traductoare de tensiune (de exemplu, Kevlar, aliaj Kama) sau traductoare semiconductoare de tensiune, aceste componente prezintă coeficienți de tensiune stabili cu o acuratețe a măsurătorii de ±0,01%FS până la ±0,1%FS. Pot detecta cu precizie deformări mecanice minore (niveluri de micro-tensiune) și sunt ideale pentru aplicații de măsurare de precizie.

• Adaptabilitate pe o gamă largă: Prin optimizarea tehnicilor de lipire a traductoarelor și prin selectarea diferitelor elemente elastice de detecție (de exemplu, tip grindă, coloană sau inel), sistemul atinge game de măsurare de la grame până la sute de tone. Această capacitate răspunde atât cerințelor de scară mică pentru cântare electronice, cât și nevoilor de monitorizare la scară mare în presele industriale.

• Stabilitate și repetabilitate bună: Elementul elastic sensibil este supus unui tratament de îmbătrânire pentru a reduce deriva cauzată de relaxarea tensiunii; traductorul de deformație este utilizat printr-un proces de îmbătrânire la temperatură înaltă și protecție prin sigilare pentru a asigura stabilitatea valorii rezistenței în utilizare pe termen lung, eroarea de repetabilitate fiind mai mică de ±0,05%FS, iar consistența datelor este garantată.

2) Performanță funcțională principală

• Conversia semnalului mecanic-în-electric: Acest proces transformă mărimi fizice precum forțele și presiunile externe în semnale de rezistență precise, cu o liniaritate excelentă. În combinație cu circuitele ulterioare de condiționare, generează ieșiri standard industriale precum 4-20mA și 0-10V, permițând integrarea directă cu sistemele de măsurare și control pentru monitorizarea digitală a parametrilor mecanici.

• Funcție de compensare a temperaturii: Sistemul integrează traductoare de tensiune cu compensație termică integrată sau utilizează un circuit dedicat de compensare pentru a contracara fluctuațiile de temperatură ale mediului ambiant (-20℃ la 80℃, domeniul standard de funcționare). Acest mecanism previne erorile de măsurare cauzate de deriva termică, asigurând o performanță stabilă pe întregul spectru de temperatură.

• Capacitate antiinterferențe și protecție: Traductorul de tensiune este izolat și încapsulat, iar suprafața corpului elastic este tratată cu metode anticorozive (de exemplu, zincare sau acoperire cu pulbere) pentru a rezista umidității și prafului din mediile industriale tipice. Unele modele premium includ straturi integrate de ecranare electromagnetică pentru a minimiza interferențele provenite de la rețeaua electrică și dispozitivele electromagnetice.

3) Caracteristici ale structurii și integrării

• Design compact și ușor: Elementul elastic-sensibil are o structură compactă, întregul mecanism având doar câțiva centimetri cubi în volum și fiind ușor. Acest lucru îl face ideal pentru integrarea în diverse produse miniaturizate cu senzori, cum ar fi dispozitivele inteligente purtabile și senzorii miniaturali senzori de presiune .

• Design modular: Unele componente dispun de interfețe standardizate (de exemplu, fixare filetată și conexiuni cu pini), permițând asamblarea rapidă cu diverse carcase și circuite de condiționare, reducând astfel costurile de cercetare-dezvoltare și asamblare pentru producătorii de senzori.

• Proiectare cu protecție la suprasarcină: Elementul elastic-senzitiv este realizat dintr-un material rezistent la oboseală, având o capacitate de suprasarcină de 120%~200%FS. Este rezistent la deformarea permanentă sub acțiunea forțelor de impact instantanee, prelungind astfel durata de viață a funcționării.

2. Probleme critice ale industriei care trebuie rezolvate

În scenariile de măsurare mecanică, mecanismele tradiționale de senzori se confruntă adesea cu provocări precum inexactități de măsurare, adaptabilitate slabă, durată de viață scurtă și dificultăți de integrare. Mecanismul senzorului cu traductor de tensiune abordează în mod specific aceste probleme principale:

• Soluție de măsurare precisă: Pentru a remedia acuratețea scăzută și erorile mari de citire ale componentelor tradiționale de detectare mecanică (de exemplu, bazate pe arcuri sau pe pârghii), această tehnologie satisface cerințele stricte de precizie a datelor în aplicații industriale precum dozarea materialelor și verificarea metrologică, asigurând rezultate de măsurare fiabile.

• Limitarea adaptării gamei: Aceasta soluționează problema conform căreia un singur mecanism nu poate satisface cerințele multiple ale gamei de măsurare. Prin proiectări structurale ale unor elastomere diferite, permite adaptarea măsurării de la forțe minime (de exemplu, presiunea în perfuzia medicală) la forțe extreme (de exemplu, cântărirea podurilor) în cadrul aceluiași cadru tehnologic, reducând astfel costurile legate de schimbarea scenariilor.

• Probleme legate de interferențele mediului înconjurător: Sistemul abordează deriva măsurătorilor cauzată de temperatură, umiditate și vibrații prin utilizarea unor tehnologii de compensare a temperaturii și de etanșare, asigurând o funcționare stabilă în medii dificile, inclusiv ateliere cu temperaturi ridicate/scăzute, depozite umede și mașini aflate în vibrație (de exemplu, mașini-unelte).

• Provocări privind eficiența cercetării și dezvoltării pentru producătorii de senzori: Pentru a depăși ciclurile lungi de dezvoltare și costurile ridicate ale componentelor principale, mecanismele modularizate permit integrarea directă, reducând investițiile în selecția materialelor și aplicarea traductoarelor de tensiune, accelerând totodată produs comercializarea.

• Stabilitate pe termen lung: Abordează durata scurtă de viață a mișcărilor tradiționale datorită oboselei și îmbătrânirii. Materialele elastice rezistente la oboseală și fabricația de precizie asigură o durată medie între defecțiuni (MTBF) de ≥50.000 de ore, reducând costurile de întreținere asociate înlocuirilor frecvente ale senzorilor.

3. Elemente cheie ale experienței utilizatorului

• Integrare ușoară: Având un design structural standardizat și interfețe, poate fi asamblat cu carcase pentru senzori și module de circuit fără modificări complexe, fiind compatibil cu linii de producție automate. Timpul de asamblare este redus la sub 10 minute, sporind semnificativ eficiența producției.

• Facilități pentru depanare: Ieșirea rezistivă prezintă o liniaritate excelentă, eliminând necesitatea ajustărilor algoritmice complexe în timpul depanării. O calibrare simplă a punctului zero și a domeniului poate satisface cerințele operaționale, reducând semnificativ complexitatea operațională pentru personalul tehnic.

• Durabilitate: În urma utilizării pe termen lung, deriva datelor rămâne ≤±0,1 %FS/an, eliminând necesitatea recalibrărilor frecvente și reducând sarcina de întreținere. Acest lucru îl face ideal pentru scenarii de monitorizare la distanță fără supraveghere umană, cum ar fi monitorizarea presiunii în conducte.

• Controlul Costurilor: Materialele de bază (traductoare de tensiune, elastomeri) sunt mature și ușor disponibile, cu procese de producție standardizate. Comparativ cu mecanismele piezoelectrice sau capacitive, acest lucru reduce costurile cu 30% până la 50%, iar durata de viață prelungită diminuează în continuare costurile pe întreg ciclul de viață.
• Compatibilitate cu scenarii: Semnalul de ieșire poate fi convertit în formate standard industriale, cum ar fi 4-20mA sau RS485, printr-un circuit de condiționare simplu, permițând integrarea fără probleme cu sistemele principale PLC și DCS, fără a necesita convertoare suplimentare de semnal.

4. Cazuri tipice de utilizare

1) Cântărire și măsurare industrială

• Echipamente de cântărire electronică: Ca element principal al cântarelor electronice platformă, cântare de podea și cântare suspendate, asigură măsurări precise ale greutății mărfurilor. Utilizate pe scară largă în depozite, parcuri logistice și porturi, precizia lor corespunde standardelor pentru decontări comerciale.

• Sistemul de dozare monitorizează greutatea materialului din buncăr sau cantitatea de material introdus în echipamentele automate de dozare din industria chimică și prelucrarea alimentelor, cooperând cu sistemul de control pentru a realiza o amestecare precisă a ingredientelor, evitând astfel risipa materiilor prime sau erorile de proporție.

2) Domeniul monitorizării și controlului mărimilor mecanice

• Monitorizarea eforturilor structurale: Această tehnologie este aplicată în structuri de mare anvergură, inclusiv poduri, clădiri și pale de turbine eoliene. Captează semnale mecanice în timp real provenite din deformarea structurii, oferind date esențiale pentru evaluarea siguranței structurale.

• Monitorizarea sarcinii: Este instalată pe arborele mașinii-unelte, articulațiile robotului, cârligele de macara etc., pentru a urmări variațiile de sarcină în timpul funcționării și pentru a preveni deteriorarea echipamentelor cauzată de suprasarcină.

3) Senzorizare de presiune și forță

• Senzori industriali de presiune: Ca componente cheie în sistemele hidraulice și pneumatice, ei monitorizează presiunea în conducte și cilindri pentru a asigura funcționarea stabilă a sistemului, de exemplu în sistemele hidraulice ale mașinilor de turnare prin injecție.

• Dispozitive medicale de măsurare a forței: Aceste sisteme monitorizează forțele chirurgicale și de recuperare în procedurile asistate robotic pentru a asigura precizia și siguranța, cum ar fi controlul cu reacție de forță în intervențiile ortopedice.

4) Sectorul transporturi și logistică

• Cântărirea vehiculelor: Utilizată în sisteme de cântărire dinamică (de exemplu, stațiile de control al suprasarcinii pe autostrăzi) și în cântare pentru camioane pentru a monitoriza greutatea totală a vehiculului și sarcina pe axe, prevenind deteriorarea drumurilor cauzată de suprasarcină.

• Echipamente de sortare rapidă: În liniile automate de sortare, sortează coletele în funcție de greutate prin monitorizare în timp real, sporind eficiența procesului de sortare.

5) Electronice de consum și dispozitive inteligente

• Dispozitive purtabile inteligente: Aceste dispozitive, cum ar fi tracker-ele fitness și cântarele de sănătate, monitorizează greutatea corporală și forța exercițiilor fizice pentru a sprijini analiza datelor de sănătate.

• Dispozitive pentru casă inteligentă: De exemplu, senzori de forță de strângere în încuietori inteligente și detectarea coliziunilor în aspiratoarele robot, aceste tehnologii îmbunătățesc experiența de interacțiune inteligentă a dispozitivelor.

Rezumat

Nucleele senzorilor cu extensometre, remarcată prin „precizie ridicată, gamă largă de măsurare și rentabilitate”, au devenit baza produselor senzoriale, abordând provocări legate de precizia, stabilitatea și integrarea măsurătorilor mecanice. Cu un cadru tehnic matur, operare prietenoasă și aplicabilitate largă, ele ocupă o poziție de neînlocuit în industrii precum producția, îngrijirea sănătății, transportul și electronica de consum, oferind suport senzorial fiabil pentru sistemele automate de măsurare și control.

Afişare detaliată

Parametrii