Svorio matavimo metodai ir technika
description
Transcript of Svorio matavimo metodai ir technika
![Page 1: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/1.jpg)
Svorio matavimo metodai ir technika
Elektroninių ir matavimo sistemų katedra – Multisensorinių sistemų laboratorija
Dr.Vytautas Deksnys
Tel. 8698 48828
www.msl.ktu.lt, 2000m.
![Page 2: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/2.jpg)
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)
![Page 3: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/3.jpg)
Pirminiai jutiklių elementai-tenzorezistoriai
Jėgos kryptis
Elementai OEM panaudojimui
Nuo deformacijos kinta tenzorezistoriaus varža
![Page 4: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/4.jpg)
Jutiklių sujungimo schemos
Vinstono tiltas – maitinimas pastovia įtampa
R 2
-V is
R 4
R 1
0
V m
+V is
R 3 Vis=(R1/(R1+R4))*Vin – (R2/(R2+R3))* Vin; Vis=0 , kai R1*R3=R2*R4 – tilto balanso sąlyga
R10R+dR
+Vis
R11R+dR
Vm Vm
0
-Vis+Vis
R20R+dR
-Vis-Vis
R17R+dRR14
R
R8R+dR
0
+Vis-Vis
R16R+dR
+Vis
0
R15R
R5R
R19R+dR
R12R+dR
0
R13R
R9R
VmVm
R7R
R6R
R18R+dR
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%
1 2 3 4
![Page 5: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/5.jpg)
Savybės
Perdavimo ch-kos tiesiškumas ir jautrumas
1. Didelis netiesiškumas, mažas jautrumas;2. 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.
![Page 6: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/6.jpg)
Vinstono tiltas – maitinimas pastovia srove
R10R+dR
+Vis
R11R+dR
Vm Vm
0
-Vis+Vis
R20R+dR
-Vis-Vis
R17R+dRR14
R
R8R+dR
0
+Vis-Vis
R16R+dR
+Vis
0
R15R
R5R
R19R+dR
R12R+dR
0
R13R
R9R
VmVm
R7R
R6R
R18R+dR
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 kaipastovios srovės šaltinis yra nutolęs nuo tilto.
![Page 7: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/7.jpg)
Tenzorezistorių montavimas svorio jutikliuose
Ištempti
Suspausti
![Page 8: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/8.jpg)
Masės (jėgos) jutikliai ir jų konstrukcija
Lenkimo jėga
Gniuždymo jėga
Tempimo jėga
Moduliaisu guminiaisdemferiais
Modulis talpų užpildymo
lygio įvertinimui
![Page 9: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/9.jpg)
Svorio jutiklių parametraiNr 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+-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
![Page 10: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/10.jpg)
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.
2log/))/((logRe 1010 RMSVVissolutionEffective
2log/))/((logRe 1010 VppVissolutionNoisefree = 15,6 bito
= 18,3 bito
![Page 11: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/11.jpg)
Šiuolaikinė signalų apdorojimo technika
Tiltelių signalų apdorojimo integrinis grandynas AD7730
Realizuojamos santykinio matavimo procedūros, nereikalaujančios labai tikslaus ir stabilaus atraminėsĮtampos šaltinio
![Page 12: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/12.jpg)
AD7730 parametrų parinkimas
ADCH
![Page 13: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/13.jpg)
Mikrokonverteris ADUC834
![Page 14: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/14.jpg)
“Siemens” svorio jutikliai
![Page 15: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/15.jpg)
“Siemens” svėrimo elektronikaTipas 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
![Page 16: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/16.jpg)
Jutiklių tipai pagal darbo diapazonus
![Page 17: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/17.jpg)
Gniuždymo jutiklių montavimas
Vertikalus arba horizontalus uždedamas bunkeris
Reikia užtikrinti tolygų masės pasiskirstymą
![Page 18: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/18.jpg)
Tempimo jutiklių montavimas
• Pakabinamas bunkeris
Tvirtinimo šarnyras užtikrina visada
vertikalią tempimo jėgos kryptį
Guminės tarpinės aukštadažnių
svyravimų slopinimui
![Page 19: Svorio matavimo metodai ir technika](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081421/568150af550346895dbeca7e/html5/thumbnails/19.jpg)
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