Системы взвешивания 

Системы взвешивания

2.4.5

Известны два основных метода определения веса объекта — взвешивание путем деформации или взвешивание с помощью уравновешивающей силы. В первом случае, примером которого являются пружинные весы, взвешиваемый объект деформирует поддерживающую опору, и путем измерения этой деформации определяется вес объекта. Во втором случае, типичным примером которого являются двух-чашечные стрелочные кухонные весы, вес объекта уравновешивается некоторой силой (электрическим, пневматическим или гидравлическим способом), которая затем может быть измерена.

Большинство промышленных систем взвешивания основаны на эффекте деформации под влиянием нагрузки, а их первичным измерительным элементом является нагрузочная ячейка. В простейшем случае эта ячейка представляет собой цилиндр, на котором закреплены тензодатчики. Последние состоят из высококачественной сетки тонких проволочек, как показано на рис. 4.9. При деформации этой сетки происходит изменение длины и поперечного сечения проволоки, и, как следствие, немного изменяется сопротивление. Поскольку тензодатчики закреплены на поверхности цилиндра, их изгиб определяется изменением размеров цилиндра, которое, в свою очередь, вызывается приложенной нагрузкой.

Изменение сопротивления является очень малым (обычно менее 0.1 Ом при номинальном сопротивлении 100 Ом) и по величине сравнимо с изменением под влиянием температуры (см. разд. Температура). Поэтому обычно на нагрузочной ячейке закрепляются четыре тензодатчика, из которых два воспринимают нагрузку (деформируются), а два, расположенные под углом 90°, являются ненагру-женными. Включение этих тензодатчиков в мост Уитстона позволяет получить выходной сигнал, зависящий только от нагрузки и не зависящий от температуры.

Рис. 4.9. Двухкоординатный тензометр (любезно предоставлено фирмой Welwyn Strain Measurement)

Взвешивание представляет собой нечто подобное «черной магии», поэтому нужно принять все необходимые меры, чтобы гарантировать, что нагрузка приходится только на нагрузочную ячейку, а заедание или нежелательная поддержка, скажем, трубками или тросиками отсутствуют. Во избежание повреждений следует также принять во внимание воздействие ударов от падающих предметов.