Svorio matavimo metodai ir technika

Pateikčių temos: "Svorio matavimo metodai ir technika"— Pateikties kopija:

1 Svorio matavimo metodai ir technika
Elektroninių ir matavimo sistemų katedra – Multisensorinių sistemų laboratorija Dr.Vytautas Deksnys Tel 2000m.

2 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 = m/s2. Kai kurie masės matavimo vienetai ir ryšys tarp jų: 1 t=1000kg=9806,652N=10 centnerių= karatų= 61, pūdų= e4 Trojos uncijų=2204,622 svarų=1, JAV tonų. (

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

4 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)) , ,5% Vis3=Vm/2*(dR/R) , % Vis4=dR/R, %

5 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.

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

7 Tenzorezistorių montavimas svorio jutikliuose
Ištempti Suspausti

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

9 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 ,003 mm 15 Maitinimo įtampa (nominali reikšmė) (5-15)V, 10V 16 Įėjimo varža Om 17 Išėjimo varža Om 18 Izoliacijos varža >= 5000 MOm 19 Darbo temperatūrų diapazonas laipsnių pagal Celsijų 20 Apsaugos klasė pagal DIN EN 60529, IEC 60529 IP66 21 Tvirtinimo elementų prisukimo jėgos momentas 23 Nm

10 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

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

12 AD7730 parametrų parinkimas
ADCH

13 Mikrokonverteris ADUC834

14 “Siemens” svorio jutikliai

15 “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

16 Jutiklių tipai pagal darbo diapazonus

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

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

19 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