Gerginlik yük hücreleri, çeşitli uygulamalarda çekim kuvvetlerini ölçmek için kritik önem taşır.

Burada Morehouse'da, çeşitli kapasitelerden birçok gerilim yük hücresi kalibre ediyoruz.

Bu kalibrasyonların daha önemli yönlerinden biri uygun adaptörlerin kullanılmasını sağlamaktır.

BizimE-kitapve diğerleribelgeleriAdaptörlerin öneminden bahsediyoruz.

Kalibrasyon için uygun yöntemi ve kalibrasyon için kullanılan adaptörleri kabul ettikten sonra, davranışlarını karakterize etmek için kullanılan denklemleri anlamak çok önemlidir.

Bu, gerginlik yük hücresi denklemlerinin ve yük hücresi çıkışını kesin kuvvet ölçümlerine çevirmek için nasıl kullanıldığının temel bir anlayışıdır.

Yük hücresi çıkışının temelleri

Merkezinde, bir gerilim yük hücresi mekanik kuvveti elektrik sinyaline dönüştürür.

Yük hücresi gerildiğinde, cihazın içindeki gerginlik ölçerleri dirençte bir değişiklik yaşar.

Bu değişim tipik olarak genellikle volt başına millivolt (mV / V) olarak ifade edilen bir çıkış voltajı olarak ölçülür.

Gerginlik yük hücresi denklemi- Doğrusal Yaklaşım

Bir yük hücresinin çıkışını uygulanan kuvvete ilişkilendirmenin en basit yolu doğrusal bir denklemdir:

Güç = m * Yanıt + b

Nerede:

• Güç, lbf veya N gibi birimlerde uygulanan gerilimdir.
• Yanıt, mV/V'de yük hücresinin çıkışıdır.
• m eğim (duyarlılık)
• b, y kesişimidir (genellikle sıfıra yakın, iyi sıfırlanmış sistemler için)

Bu doğrusal yaklaşım, öncelikle yük hücresinin dar bir aralıkta kullanıldığı veya cihazın 0'dan daha iyi olması gerekmediği birçok uygulama için iyi çalışır.Yük hücresinin tam ölçekli çıkışının %2'si.

Birisi yük hücresinin performansını en üst düzeye çıkarmak istediğinde, bu hafif doğrusal olmayanlıklar performansın en iyi şekilde karakterizasyonunu sağlamaz.ve daha karmaşık denklemler genellikle 0'dan daha iyi için gereklidir.%2 tam ölçekli.

Not: Bazı yük hücrelerinin doğrusal denklemin kullanılabileceği çok doğrusal olabileceği için bunu genel terimlerle sunuyoruz.

Gerginlik yük hücresi denklemi - Daha yüksek doğruluk için polinomsal denklemler

Doğrusal olmayanları hesaplamak için, kalibrasyon laboratuvarları yük hücrelerini karakterize etmek için polinomsal denklemler rapor edebilir.

ASTM E74 ve ISO 376 standartlarında bu polinomsal denklemlerin oluşturulması için özel kriterler vardır.

Genel bir biçim:

Yanıt = A0 + A1 * Güç + A2 * Güç2 + A3 * Güç3

Burada A0, A1, A2 ve A3 kalibrasyon sırasında belirlenen katsayılardır.

Bu denklem, yük hücresinin kalibre edilmiş aralığındaki herhangi bir kuvvet karşısında vereceği tepkiyi tahmin etmemizi sağlar.

Güç = B0 + B1 * Yanıt + B2 * Yanıt2 + B3 * Yanıt3

Katman (B0, B1, B2, B3) A katmanlarından farklıdır ve tepkiden güce dönüştürüldüğünde hataları en aza indirmek için hesaplanır.

Koefisienlerin Önemi

Bu çokgen denklemlerindeki her bir katsayısı belirli bir amaca hizmet eder:

• A0 veya B0: Değişim veya sıfır noktasını temsil eder.
• A1 veya B1: Yük hücresinin doğrusal hassasiyetine ilişkin
• A2 veya B2: Kvadratik doğrusal olmayanlık hesapları
• A3 veya B3: Kübik doğrusal olmayanlığı ele alır

Şekil 1 2. derece Polinomlu Gerginlik Yük Hücresi Eşitliği

Yüksek çözünürlüklü yük hücrelerini kesin bir şekilde tanımlamak için daha yüksek dereceli terimler (4. veya 5. derece) kullanılabilir.

Bu terimler e-kitapımızda ele alındı ve ISO 376 standardı bir polinom denkleminin kullanımını 3'e sınırlıyor.rdDüzenli olun.

Gerginlik yük hücresi denklemi - pratik uygulama

Kalibre ASTM E74 veya ISO 376 uyarınca yapıldığında, kalibreli bir gerilim yük hücresi kullanırken bu katsayıları içeren bir kalibrasyon sertifikası alacaksınız.

Verilen bir çıkış için kuvveti belirlemek için:

1. Yük hücresinin çıkışını mV/V olarak ölçün.
2. Bu değeri sağlanan B katsayıları kullanarak Kuvvet denklemine takın
3. Uygulanan kuvvet elde etmek için sonucu hesaplayın

Tersine, bir hedef kuvveti için ne tür bir çıkış bekleyeceğinizi bilmeniz gerekiyorsa, A katsayıları ile Yanıt denklemini kullanın.

Gerginlik yükü hücresi denklemi - Sonuç

Sonuç olarak, gerilim yük hücreleri denklemlerini anlamak, yük hücrelerini daha iyi tanımlamanıza yardımcı olabilir, bu da yaptığınız ölçümlerin genel belirsizliğini azaltabilir.

Bu daha düşük ölçüm belirsizliği ölçümlerin doğruluğunu artıracaktır.

Bu gerginlik yük hücresi denklemleri, ister doğrusal ister polinomal olsun, bir yük hücresinin elektrik çıkışını kesin kuvvetlere çevirmede önemli bir rol oynar.

Doğrusal yakınlaşma, birçok uygulama için basit bir yöntem sağlarken, polinomsal denklemler, yük hücresi davranışına özgü doğrusal olmayan doğrusallıkları hesaba katarak artan doğruluk sunar.

Bu denklemlerin kullanımını tanımlayan ASTM E74 veya ISO 376 gibi kalibrasyon standartlarına bağlı kalibrasyon laboratuvarları, genellikle yük hücresinin beklenen performansını daha iyi karakterize eder.yük hücrelerinin performansına daha fazla güvenmenizi sağlar.