Het begrijpen van krachtmeting en de apparaten die ervoor worden gebruikt, is niet bijzonder moeilijk. Het enige dat u nodig hebt, is een begrip van de basisprincipes van loadcellen en een handige gids om u die kennis te geven. Hier bij Michigan Scientific hebben we je gedekt.
Laten we meer over loadcellen bekijken: wat ze zijn, hoe ze werken en wanneer u er een kunt gebruiken.
Loadcellen kunnen worden gebruikt om te detecteren wanneer een object een kracht uitoefent. U kunt ze ook gebruiken om de veranderingen in de uitgeoefende kracht in de loop van de tijd bij te houden. In sommige toepassingen worden loadcellen gebruikt om de aanwezigheid van een kracht te detecteren door de spanning op een oppervlak als gevolg van de invoer te meten. Spanning is een vervormingsreactie op een oppervlak als gevolg van een uitgeoefende belasting. Wanneer een kracht wordt uitgeoefend, zet de load cell deze energie om in een elektrisch signaal.
Wat zijn loadcellen?
Loadcellen zijn fysieke elementen, ook wel transducers genoemd. Transducers kan de ene vorm van energie omzetten in een andere vorm van energie; wat betekent dat als je kracht uitoefent op een load cell, deze kan worden omgezet in een elektrisch signaal.
Dit signaal heeft een grootte die recht evenredig is met de uitgeoefende kracht, waardoor het gemakkelijker te meten is.
Wat zijn de soorten loadcellen?
Er zijn verschillende soorten krachtopnemers. De drie meest voorkomende zijn rekstrookjes, hydraulische en pneumatische loadcellen. Dit betekent dat er drie eenvoudige manieren zijn voor een loadcel om een uitgeoefende kracht om te zetten in een meetbare uitlezing. Michigan Scientific is gespecialiseerd in zowel standaard rekstrookjes als op maat gemaakte rekstrookjes.
En hoewel er andere soorten loadcellen zijn, worden deze minder vaak toegepast.
Spanningsmeter loadcellen: mechanisch element
Spanningsmeter loadcellen zijn mechanisch van aard. Dit mechanische element maakt gebruik van een rekstrookje, of meerdere rekstrookjes, om een vervorming te detecteren die wordt veroorzaakt door de uitgeoefende kracht.
Spanningsmeters variëren vaak in grootte, productiematerialen en zelfs mechanische instellingen om verschillende belastingen op te vangen. Ze kunnen ook verschillende gevoeligheden hebben op basis van hun beoogde doel. Ondanks dat ze verschillende ontwerpen hebben, werken alle rekstrookjes volgens hetzelfde concept, waardoor doorbuiging wordt omgezet in een verandering in weerstand.
Veelgebruikte rekstrookjes bestaan uit een zeer fijne draad of folie in een rasterpatroon, waarbij een lineaire verandering in elektrische weerstand kan worden veroorzaakt door het detecteren van spanning als gevolg van kracht, gewicht of druk in een specifieke richting. Er is vaak een basisweerstand van 120Ω, 350Ω of 1,000Ω.
Zoals hierboven vermeld, kan elke rekstrookje verschillende gevoeligheidsniveaus hebben. Dit wordt uitgedrukt als de "gauge factor" of GF, en wordt gedefinieerd als de verhouding van fractionele verandering in elektrische weerstand tot de fractionele vervorming in de richting waarin de kracht wordt uitgeoefend (of spanning).
Meetfactor = GF = (∆R/R)/(∆L/L) = (∆R/R)/ε, waarbij ε = rek
Hydraulische loadcellen: zuiger- en cilinderconfiguratie
Hydraulische loadcellen maken daarentegen gebruik van conventionele cilinder- en zuigeropstellingen om de verandering in druk te tonen. De beweging van de zuiger kan helpen bij het bepalen van het gewicht van het object door de verandering in druk op een aangesloten Bourdon-buis te meten.
Pneumatische loadcellen: luchtdruk gebruiken
Ten slotte maken pneumatische loadcellen gebruik van luchtdruk om dezelfde resultaten te krijgen. Luchtdruk wordt uitgeoefend op het ene uiteinde van een diafragma, dat vervolgens ontsnapt via het mondstuk dat zich aan de onderkant van de load cell bevindt.
Zowel hydraulische als pneumatische loadcellen werken goed in een laboratoriumomgeving met statische belastingen. Loadcellen met rekstrookjes zijn erg handig voor dynamische belastingen en testen in het veld.