Töjningsgivarmekanism PT306

Produktintroduktion

Töjningsgivarkärnan är den väsentliga funktionskomponenten i töjningsgivare. Dess grundläggande princip utnyttjar "töjningseffekten" hos metall- eller halvledarmaterial – där resistansvärdet ändras systematiskt när material deformeras under påverkan av kraft. Genom att omvandla denna resistansändring till mätbara elektriska signaler möjliggörs exakt detektering av mekaniska storheter såsom kraft, tryck, vikt och vridmoment. Som givarens "hjärta" avgör den direkt dess mätprestanda och används brett inom industriell mätning och kontroll, vägsystem, transport och logistik, medicinsk utrustning samt andra områden.

1. Kärnegenskaper och funktioner

1) Kärnprestandafördelar

• Hög precision och känslighet: Användning av precisionsmetall töjningsgivare (t.ex. Kevlar, Kama-legering) eller halvledarsträckningsgivare, dessa komponenter har stabila töjningskoefficienter med en mät noggrannhet på ±0,01 %FS till ±0,1 %FS. De kan exakt upptäcka små mekaniska deformationer (upptäcka mikrotöjningsnivåer) och är idealiska för precisionsmätningar.

• Stor anpassningsförmåga: Genom att optimera tekniken för montering av töjningsgivare och välja olika elastiska sensorelement (t.ex. balk-, kolumn- eller ringtyper) uppnås mätområden från gram till hundratals ton. Denna förmåga möter både småskaliga krav för elektroniska vågar och storskaliga övervakningsbehov i industriella pressar.

• Bra stabilitet och repeterbarhet: Den elastiska känsliga komponenten behandlas genom åldring för att minska drift orsakad av spänningsrelaxation; töjningsgivaren används med högtemperaturåldring och tätningsbeskydd för att säkerställa att motståndsvärdet är stabilt vid långvarig användning, upprepbarhetsfelet är mindre än ±0,05 %FS och datakonsekvensen garanteras.

2) Kärnfunktionell prestanda

• Mekanisk till elektrisk signalomvandling: Denna process omvandlar fysikaliska storheter som yttre krafter och tryck till exakta motståndssignaler med utmärkt linjäritet. När den kombineras med efterföljande förstärkningskretsar genererar den standardindustriella utgångar såsom 4–20 mA och 0–10 V, vilket möjliggör direkt integration med mät- och reglersystem för digital övervakning av mekaniska parametrar.

• Temperaturkompensationsfunktion: Systemet innehåller inbyggda temperaturkompenserade töjningsgivare eller använder en dedikerad kompensationskrets för att motverka miljöpåverkan från temperaturfluktuationer (-20℃ till 80℃, standardarbetstemperatur). Denna mekanism förhindrar mätfel orsakade av temperaturdrift och säkerställer stabil prestanda över hela temperaturspektrumet.

• Störningsimmunitet och skyddsförmåga: Töjningsgivaren är isolerad och inkapslad, med elastisk kropp vars yta behandlats med korrosionsskydd (till exempel galvanisering eller pulverlack) för att motstå fukt och damm i vanliga industriella miljöer. Vissa högpresterande modeller har inbyggda elektromagnetiska skärmskikt för att minimera störningar från elnät och elektromagnetiska enheter.

3) Struktur och integrationsfunktioner

• Kompakt och lätt design: Den elastiska känsliga elementen har en kompakt struktur, där hela mekanismen endast upptar några kubikcentimeter i volym och är lättviktig. Detta gör den idealisk att integrera i olika små sensorprodukter, såsom smarta bärbara enheter och miniatyr trycksensorer .

• Modulär design: Vissa komponenter har standardiserade gränssnitt (t.ex. gängfogningar och stiftkopplingar), vilket möjliggör snabb montering med olika höljen och förstärkar kretsar, och därmed minskar utvecklings- och monteringskostnader för sensortillverkare.

• Överbelastningsskydd: Det elastiska känsliga elementet är tillverkat av material med hög motståndskraft mot utmatning, med en överbelastningskapacitet på 120 %–200 %FS. Det tål permanent deformation vid momentana stötkrafter, vilket förlänger rörelsens livslängd.

2. Kritiska branschproblem som ska lösas

I mekaniska mätsituationer stöter traditionella sensormekanismer ofta på utmaningar som mätosämja, dålig anpassningsförmåga, kort livslängd och integrationsproblem. Töjningsgivarsensorn riktar sig specifikt till dessa centrala problem:

• Lösningsför precisionmätning: För att åtgärda det låga noggrannhetsvärdet och de höga avläsningsfelen hos traditionella mekaniska sensorkomponenter (t.ex. fjäderbaserade eller hävstångsbaserade) uppfyller denna teknik stränga krav på datanoggrannhet inom industriella tillämpningar såsom materialblandning och metrologisk verifiering, vilket säkerställer tillförlitliga mätresultat.

• Begränsning i områdesanpassning: Detta löser problemet där en enskild mekanism inte kan möta flera olika mätområden. Genom strukturella designlösningar med olika elastomerer möjliggörs mätanpassning från minimal kraft (t.ex. tryck i medicinsk droppinfusion) till extrema krafter (t.ex. brovägning) inom samma tekniska ramverk, vilket minskar kostnader för byte mellan scenarier.

• Miljöstörningsproblem: Systemet hanterar mätdriften orsakad av temperatur, fuktighet och vibration genom att använda temperaturkompensation och tätningslösningar, vilket säkerställer stabil drift i svåra miljöer såsom hög-/lågtemperaturverkstäder, fuktiga magasin och vibrerande maskiner (t.ex. verktygsmaskiner).

• Utmaningar med utvecklingseffektivitet för tillverkare av sensorer: För att lösa de långa utvecklingstiderna och de höga kostnaderna för kärnkomponenter möjliggör modulära mekanismer direkt integration, vilket minskar investeringar i materialval och applicering av sträckningsgivare samt påskyndar produkt kommersialisering.

• Långsiktig stabilitet: Hanterar den korta livslängden hos traditionella mekanismer orsakad av trötthet och åldrande. Tröthetsmotståndiga elastiska material och precisionsframställning säkerställer en genomsnittlig tid mellan fel (MTBF) på ≥50 000 timmar, vilket minskar underhållskostnader kopplade till frekventa sensorytbyten.

3. Framhävda användarupplevelser

• Enkel integration: Med standardiserad strukturell design och gränssnitt kan den monteras med sensorg housing och kretsmoduler utan komplexa modifieringar, kompatibel med automatiserade produktionslinjer. Monteringstiden minskas till under 10 minuter, vilket avsevärt ökar produktiviteten.

• Felsökningsvänlighet: Motståndsutgången visar utmärkt linjäritet, vilket eliminerar behovet av komplicerade justeringar av algoritmer vid felsökning. Enkel nollpunkts- och spanningskalibrering kan uppfylla driftskraven, vilket avsevärt minskar teknikernas driftskomplexitet.

• Hållbarhet: Vid långvarig användning kvarstår datadriften ≤±0,1 %FS/år, vilket eliminerar behovet av frekvent omkalibrering och minskar underhållsarbetet. Detta gör den idealisk för fjärrövervakningsscenarier utan mänsklig uppsikt, till exempel tryckövervakning i rörledningar.

• Kostnadskontroll: Kärnmaterial (töjningsgivare, elastomerer) är mogna och lättillgängliga, med standardiserade produktionsprocesser. Jämfört med piezoelektriska eller kapacitiva mekanismer minskar detta kostnader med 30 % till 50 %, medan den förlängda livslängden ytterligare sänker livscykelkostnaderna.
• Scenariokompatibilitet: Utspänningen kan omvandlas till industriella standardformat som 4–20 mA eller RS485 genom en enkel förstärkningskrets, vilket möjliggör sömlös integration med dominerande PLC- och DCS-system utan behov av ytterligare signalomvandlare.

4. Typiska användningsområden

1) Industriell vägning och mätning

• Elektronisk vägutrustning: Som kärnkomponent i elektroniska plattformsvågar, golvvågar och hängvågar levererar den exakt viktmätning av gods. Används brett i lager, logistikparker och hamnar, där dess noggrannhet uppfyller standarder för handelsavvägning.

• Ingredienssystemet övervakar vikten av materialbehållaren eller mängden material som matas in i den automatiska ingrediensutrustningen inom kemisk industri och livsmedelsindustri, och samverkar med kontrollsystemet för att uppnå exakt blandning av ingredienser, vilket undviker slöseri med råmaterial eller fel i proportioner.

2) Området för övervakning och styrning av mekaniska kvantiteter

• Strukturell spänningsövervakning: Denna teknik används för storskaliga strukturer inklusive broar, byggnader och vindkraftverksblad. Den fångar upp verkliga mekaniska signaler från strukturell deformation och tillhandahåller viktig data för bedömning av strukturell säkerhet.

• Lastövervakning: Installerad på maskinverktygets huvudspindel, robotleder, kranhakar etc., för att övervaka lastvariationer under drift och förhindra skador på utrustning orsakade av överbelastning.

3) Tryck- och kraftmätning

• Industriella trycksensorer: Som kärnkomponenter i hydrauliska och pneumatkiska system övervakar de ledningstryck och cylindertryck för att säkerställa stabilt systemdrift, till exempel i hydrauliska system för sprutgjutningsmaskiner.

• Medicinska kraftsensornheter: Dessa system övervakar kirurgiska och rehabiliteringskrafter vid robotassisterade ingrepp för att säkerställa precision och säkerhet, till exempel kraftåterkoppling vid ortopediska kirurgier.

4) Transport- och logistiksektor

• Fordonsvägning: Används i dynamiska vägsystem (till exempel vägövervakningsstationer för lastbilsoverbeläggning) och lastbilsvågar för att övervaka total fordonsviktfördelning och axellast, vilket förhindrar vägskador orsakade av överlast.

• Paket sorteringsutrustning: I automatiserade sorteringssystem sorteras paket efter vikt genom realtidsövervakning, vilket ökar sorteringseffektiviteten.

5) Konsumentelektronik och smarta enheter

• Smarta bärbara enheter: Dessa enheter, såsom aktivitetsspårare och hälsovågar, övervakar kroppsvikt och motionsskrafter för att stödja analys av hälsoinformation.

• Smarta hem-enheter: Till exempel greppkraftsensorer i smarta dörrlås och kollisionsdetektering i robotstädmaskiner, vilka tekniker förbättrar de enheters intelligenta interaktionsupplevelse.

Sammanfattning

Töjningsgivarsensorer, kända för sin "höga precision, stora mätomfång och kostnadseffektivitet", har blivit stommen i sensorsystem genom att lösa utmaningar inom mekanisk mätning vad gäller noggrannhet, stabilitet och integration. Med en mogna teknisk plattform, enkel användning och bred tillämpbarhet har de en oumbärlig position inom branscher som tillverkning, hälso- och sjukvård, transport och konsumentelektronik, och tillhandahåller tillförlitlig sensorsupport för automatiserade mät- och styrningssystem.

Detaljerad visning

Parametrar