Newsletter WObit

Miniaturowe czujniki siły z serii KMM20 uzupełniają paletę produktów firmy WObit, sprzedającej oferującej tensometryczne czujniki siły. Potencjalne powiększenie obszaru możliwych zastosowań w automatyce i pomiarach wynika z zalet tych czujników.

Zasada działania
Podobnie jak w innych czujnikach tensometrycznych, miniaturowe czujniki działają na zasadzie odkształcania materiału korpusu czujnika pod wpływem przyłożonej siły, a wraz z korpusem rozciągane lub ściskane są tensometry połączone w układ mostka. Tensometry wklejone są na specjalnej folii izolującej od metalowego podłoża korpusu na odpowiednio wyliczonej części odkształcalnej korpusu czujnika. Siatki tensometru połączone w mostek Wheatstone’a dają zmianę sygnału proporcjonalną do mechanicznego odkształcenia, a więc przyłożonej siły. Pełny układ mostka zawiera dodatkowo elementy kompensujące niekorzystne wpływy zmian temperatury.

Budowa
Czujnik z serii KMM20 ma budowę czujnika membranowego i przypomina wyglądem toroid z rdzeniem w środku. Pierścień toroidu stabilizuje obudowę, a na jego rdzeń wprowadzana jest poprzez przyłącze gwintowe mierzona siła naciskająca lub rozciągająca czujnik. Korpus wykonany jest z aluminium dla zakresu sił od 100N do 500N i ze stali dla zakresów 1kN, 2kN i 5kN, a powierzchnia wykończona jest pokryciem niklowym. Z boku korpusu wyprowadzony jest przez dławnicę kabel ekranowany 4-żyłowy. Mierzoną siłę wprowadza się poprzez wystające z czujnika śruby z gwintem M6 dla zakresu 100N do 500N a z gwintem M8 dla zakresu pomiarowego 1, 2 i 5kN.

Wymiary
Czujnik z serii KMM20 wykonywany jest w dwóch rozmiarach zależnie od żądanego zakresu pomiarowego. Rys 1 określa wymiary czujników w dwóch kategoriach w zakresie do 500N i w zakresie od 1kN. Czujniki o zakresach odpowiednio 100N, 200N i 500N mają wymiary: średnica 28mm, wysokość 14mm (34mm z przyłączem M6), a czujniki o zakresie pomiarowym 1, 2 i 5kN mają nieco zwiększone wymiary: średnicę 32mm i wysokość korpusu 15mm, a z przyłączem M8 łączną wysokość 43mm.

Czujnik KMM20

Własności
Czujniki KMM20 wykonywane są na zakresy od 100N do 5kN obciążenia znamionowego. Obciążenie użytkowe może wynosić maksymalnie 150% zakresu, a nieprzekraczalne obciążenie graniczne wynosi 200% danego zakresu. Stała charakterystyczna czujnika wynosi 1,5mV/V +/- 2%. Błąd czujnika określają następujące wielkości:

• tolerancja liniowości wynosząca 0,1% zakresu pomiarowego,
• tolerancja zera 2% zakresu pomiarowego,
• histereza 0,1% zakresu
• błąd pełzania mierzony w czasie 30 minut 0,1%.

Współczynnik temperaturowy punktu zerowego i stałej charakterystycznej wynosi 0,1% zakresu/10oC. Wejściowa rezystancja mostka wynosi 380 om +/-10% a wyjściowa 350om +/- 5%. Napięcie zasilania powinno wynosić 5V (max. 7V).

Definicje zakresu pomiarowego

Określenie definicji zakresu pomiarowego czujnika i dopuszczalnych obciążeń pokazuje rysunek 3. Znamionowym obciążeniem jest wielkość siły wprowadzonej do czujnika w kierunku pomiarowym, która określa górną wartość zakresu pomiarowego. Obciążenie użytkowe to największa siła w kierunku osi pomiarowej czujnika, dla której występuje jednoznaczny związek pomiędzy siłą a sygnałem wyjściowym. Obciążenie graniczne to największa siła w kierunku osi pomiarowej czujnika, którą jest zdolny przyjąć czujnik bez pozostawienia mierzalnego śladu we własnościach w obszarze zakresu pomiarowego. Obciążenie niszczące oznacza siłę przyłożoną w osi czujnika, której przekroczenie może prowadzić do mechanicznego zniszczenia czujnika.
 

Zastosowania

Czujnik siły miniaturowej budowy przeznaczony jest do pomiaru siły rozciągającej i ściskającej w przemyśle, rolnictwie, budownictwie i laboratoriach. Aplikacja czujnika jest bardzo łatwa z uwagi na kształt korpusu i sposób wprowadzenia siły do czujnika. Śruby przyłączeniowe ułatwiają zastosowanie szczególnie w przypadku pomiaru sił rozciągających. Należy dopilnować, aby wyeliminować wpływ sił bocznych. Obowiązują tu ogólne reguły jakich należy przestrzegać przy aplikacji czujników tensometrycznych do pomiaru siły.

Urządzenia współpracujące
Możliwe jest zastosowanie zewnętrznych wzmacniaczy jak np. WDT11 do opracowania sygnału, jeśli jest on przesyłany na odległość większą niż kilka metrów. Do bezpośredniego odczytu mierzonej wartości należy zastosować specjalny wskaźnik, przetwarzający sygnał z mostka tensometrycznego i wskazujący mierzoną wartość na wyświetlaczu. Takim urządzeniem z oferty WObit jest wskaźnik MD150T pozwalający na kalibrację sygnału z czujnika, ustawianie offsetu, nastawę wartości granicznych, zapis wartości ekstremalnych i posiadający inne użyteczne funkcje.

Więcej informacji na stronach: www.wobit.com.pl www.czujniki.pl