Svorio matavimo metodai ir technika Elektroninių ir matavimo sistemų katedra – Multisensorinių sistemų laboratorija Dr.Vytautas Deksnys Tel. 8698 48828 www.msl.ktu.lt, 2000m.

Fizikiniai pagrindai Sąvokos ir matavimo vienetai Kilogramas yra fundamentalus masės (m) matavimo vienetas SI sistemoje. Svoris (F) ir masė yra skirtingi dydžiai ir jie negali būti painiojami. Svoris yra jėgos (dažniausiai gravitacijos), kuria kūnas yra veikiamas iš išorės, matavimo vienetas (matuojamas Niutonais). Svoris gali keistis priklausomai nuo aplinkos. Liftui leidžiantis jis sumažėja, keliant - padidėja. F=ma, kur a yra kūno judėjimo pagreitis. Statiniu atveju žemės paviršiuje a = g = 9.806652 m/s2. Kai kurie masės matavimo vienetai ir ryšys tarp jų: 1 t=1000kg=9806,652N=10 centnerių=5000000 karatų= 61,048266 pūdų=3.215074e4 Trojos uncijų=2204,622 svarų=1,102311 JAV tonų. (www.conwert-me.com)

Pirminiai jutiklių elementai-tenzorezistoriai Jėgos kryptis Elementai OEM panaudojimui Nuo deformacijos kinta tenzorezistoriaus varža

Jutiklių sujungimo schemos Vinstono tiltas – maitinimas pastovia įtampa Vis=(R1/(R1+R4))*Vin – (R2/(R2+R3))* Vin; Vis=0 , kai R1*R3=R2*R4 – tilto balanso sąlyga 1 2 3 4 Vis1=Vm/4*(dR/(R+dR/2)) , tilto netiesiškumas 0,5% Vis2=Vm/2*(dR/(R+dR/2)) , - 0,5% Vis3=Vm/2*(dR/R) , - 0% Vis4=dR/R, - 0%

Savybės Perdavimo ch-kos tiesiškumas ir jautrumas Didelis netiesiškumas, mažas jautrumas; Didelis netiesiškumas, dvigubai didesnis jautrumas kai elementai vienodai kinta viena kryptimi; 3. Schema tiesiška kai elementai vienodai kinta priešingomis kryptimis; 4. Didžiausias jautrumas ir tiesinė perdavimo charakteristika kai panaudoti vienodi elementai.

Vinstono tiltas – maitinimas pastovia srove Vis1=Im*R/4*(dR/(R+dR/4)) , netiesiškumas 0,25% Vis2=Im/2*dR , - 0% Vis3=Im/2*dR , - 0% Vis4=Im*dR - 0% Visos schemos turi tiesinę perdavimo ch-ką, iškyrus pirmąją. Panaudojimas yra nepatogus kai pastovios srovės šaltinis yra nutolęs nuo tilto.

Tenzorezistorių montavimas svorio jutikliuose Ištempti Suspausti

Masės (jėgos) jutikliai ir jų konstrukcija Moduliai su guminiais demferiais Lenkimo jėga Gniuždymo jėga Tempimo jėga Modulis talpų užpildymo lygio įvertinimui

Svorio jutiklių parametrai Nr Parametras Reikšmė 1 Nominali apkrova (kG) Emax 10/20/50/100/200/350 2 Jautrumas Cn 2mV/V 3 Minimali padalos vertė Emax/15000 4 Minimalus darbo diapazonas 20% 5 Atsikartojamumas +-0,01%Cn 6 Surinkimo paklaida +-0,02%Cn 7 Sugrįžimas į nulinį signalą +-0,0167%Cn 8 Slenkanti apkrovimo paklaida 30 min, 20 – 30 min +-0,0245%Cn +-0,0053%Cn 9 Temperatūros koeficientas: nuliui; reikšmei +-0,0045%Cn/5K 10 Minimali apkrova 0%Emax 11 Maksimali apkrova 150%Emax 12 Apkrova, prie kurios jutiklis sugadinams 300%Emax 13 Maksimali skersinė apkrova 100%Emax 14 Maksimali deformacija 0.3 +-0,003 mm 15 Maitinimo įtampa (nominali reikšmė) (5-15)V, 10V 16 Įėjimo varža 460 +- 50 Om 17 Išėjimo varža 350 +- 50 Om 18 Izoliacijos varža >= 5000 MOm 19 Darbo temperatūrų diapazonas -40 - +80 laipsnių pagal Celsijų 20 Apsaugos klasė pagal DIN EN 60529, IEC 60529 IP66 21 Tvirtinimo elementų prisukimo jėgos momentas 23 Nm

Reikalavimai jutiklių signalų apdorojimui Maksimalus sveriamo kūno svoris – 5 kg, Pasirinkto jutiklio jautrumas – 2 mV/V, Tiltelio maitinimo įtampa – 5V, Tiltelio įtampa prie maksimalaus svorio – 10 mV (2*5), Kai nustatyta absoliutinė paklaida yra 0,1 g, reikalingas atskaitų skaičius – 5000/0,1=50000. Atskaitos vertė Vpp=10mV/50000=0,0002 mV. Vidutinė kvadratinė triūkšmų įtampa Vrms=0,2mkV/6.6=0.03 mkV. = 15,6 bito = 18,3 bito

Šiuolaikinė signalų apdorojimo technika Tiltelių signalų apdorojimo integrinis grandynas AD7730 Realizuojamos santykinio matavimo procedūros, nereikalaujančios labai tikslaus ir stabilaus atraminės Įtampos šaltinio

AD7730 parametrų parinkimas ADCH

Mikrokonverteris ADUC834

“Siemens” svorio jutikliai

“Siemens” svėrimo elektronika Tipas Savybės Siwarex FTA 24 bitų, automatiniam ir neautomatiniam svėrimui pagal OIML R,R-76, R-61,51 Siwarex FTC Dozavimui su transporteriais, 24 bitų Siwarex M Automatiniam dozavimui , 19 bitų, 0.01% Siwarex U Neautomatiniam svėrimui , 16 bitų, 0,05% Siwarex CS Kompaktinis modulis neautomatiniam sverimui 16 bitų, 0,05% Siwarex P 0,1% su LCD indikacija

Jutiklių tipai pagal darbo diapazonus

Gniuždymo jutiklių montavimas Vertikalus arba horizontalus uždedamas bunkeris Reikia užtikrinti tolygų masės pasiskirstymą

Tempimo jutiklių montavimas Pakabinamas bunkeris Tvirtinimo šarnyras užtikrina visada vertikalią tempimo jėgos kryptį Guminės tarpinės aukštadažnių svyravimų slopinimui

Nepertraukiamo darbo svėrimo sistemos Našumas - (1-230)t/val, Tikslumas - +-1%, Atsikartojamumas - +-0,2% Našumas - (iki 1200)t/val, Tikslumas - +-0,5%, Juostos sukimosi greitis iki 3 m/s