¿Sabes qué es un sensor de pesaje?

¿Sabes qué es un sensor de pesaje?

¿Qué es un sensor de pesaje?
Un sensor de pesaje, a veces denominado unidad de "fuerza", "pesaje" o "peso", es un sensor que convierte la carga que actúa sobre él en una salida medible (analógica o digital). La salida es proporcional a la fuerza o carga aplicada. A continuación, presentaremos cómo usar los sensores de pesaje y los diferentes tipos de sensores de pesaje para la medición de la fuerza.
La conversión se logra a través de la deformación física de la galga extensométrica, que se combina con la estructura del sensor de pesaje. La galga extensométrica está conectada a un circuito de puente de Wheatstone con cuatro galgas extensométricas (puente completo), dos instrumentos (puente medio) o un instrumento (puente de cuarto). Usando puente medio y puente de cuarto, el puente se completa usando un monitor de precisión.
Configure resistencias adicionales adheribles en el circuito del puente para compensar el impacto de la temperatura en las señales de cero o sin carga y la sensibilidad (debido a la salida causada por la carga aplicada, más otra resistencia para hacer que el puente sea ineficaz cuando no está cargado).

El puente de Wheatstone completado requiere una fuente de alimentación de CC estable para excitar el circuito. Esto suele ser 5VDC o 10Vdc, pero puede ser cualquier valor de 1VDC a 18Vdc.
Cuando se aplica tensión a la galga extensométrica adhesiva, se produce un cambio en la resistencia, lo que hace que el puente de Wheatstone se desequilibre. Esto proporciona una señal de salida que es linealmente proporcional al valor de la tensión. El valor de esta señal también es proporcional al voltaje de excitación, típicamente unos pocos milivoltios.
Opciones de salida para sensores de pesaje
Estas señales de milivoltios de bajo nivel son compatibles con varios instrumentos de galgas extensométricas personalizados. Estos instrumentos incluyen pantallas digitales, amplificadores analógicos y digitales. Un amplificador analógico típico generará niveles más altos de voltaje (0-5VDC, 0-10VDC) o corriente (0-20mA, 4-20mA) para su posterior procesamiento.
Los amplificadores digitales suelen proporcionar salidas RS232, RS422 o RS485 utilizando el protocolo ASCII universal o una gama de protocolos más especializados específicos de la industria desarrollados, como Modbus. El tamaño de los instrumentos analógicos y digitales se ha reducido (miniaturizado) lo suficiente como para permitir que los elementos se instalen dentro del cuerpo de los sensores de pesaje o fuerza.
El diseño de los sensores de pesaje se distingue por el tipo de señal de salida que generan (neumática, hidráulica o eléctrica) o por el método en que detectan cargas o pesos (flexión, cizallamiento, compresión, tensión, etc.).
Para cumplir con diversos propósitos en la investigación y las aplicaciones industriales, los sensores de pesaje pueden adoptar múltiples formas. Sin embargo, la mayoría de los diseños actuales utilizan galgas extensométricas como elementos de detección, utilizando láminas o semiconductores.

La galga de lámina proporciona la más amplia gama de opciones de diseño de sensores de pesaje, lo que la convierte a menudo en la más utilizada. El patrón de la galga extensométrica proporciona mediciones de fuerzas de tracción, compresión y cizallamiento.
Las galgas extensométricas de semiconductores tienen un rango de modo más pequeño, pero tienen ventajas más pequeñas y proporcionan un factor de escala grande, lo que resulta en una mayor salida bajo la misma tensión dada. Debido a estas características, tienden a utilizarse en el diseño de sensores de pesaje en miniatura. Demuestre que el anillo se utiliza para la medición de la carga, utilizando anillos metálicos calibrados, y su movimiento se mide utilizando sensores de desplazamiento de precisión.

Principio de funcionamiento del sensor de pesaje Xi'an
Las galgas extensométricas convierten la carga que actúa sobre ellas en señales eléctricas. El instrumento de medición en sí está adherido a la viga o al componente estructural, y cuando se aplica fuerza, la viga o el componente estructural se deforma. En la mayoría de los casos, se utilizan cuatro galgas extensométricas para lograr la máxima sensibilidad y compensación de temperatura. Dos instrumentos suelen estar en estado estirado y dos en estado comprimido, y están cableados a través de un ajuste de compensación. Cuando se aplica una carga, la tensión hará que la resistencia de la carga cambie proporcionalmente a la carga. A medida que las versiones de galgas extensométricas continúan mejorando su precisión al tiempo que reducen los costos unitarios, otros sensores de pesaje se están volviendo cada vez menos populares.
Los primeros diseños de sensores de pesaje simplemente usaban galgas extensométricas para medir la tensión directa, que se introducía en los componentes metálicos cuando se sometían a fuerzas de tracción o compresión.
El diseño de viga curva utiliza galgas extensométricas para controlar la tensión en el elemento de detección cuando se somete a fuerzas de flexión. Recientemente, la medición de la tensión de cizallamiento se ha adoptado como un método de determinación de carga más eficaz, ya que depende menos de la dirección de la fuerza aplicada al sensor de carga.
Otros tipos de sensores de pesaje incluyen sensores de pesaje hidráulicos (o hidrostáticos), neumáticos, piezoeléctricos y de hilo vibrante.