Grundlegende Konzepte und angewandte Fachkenntnisse im Umgang mit Mehrkopfwaagen

Autor: Smartweigh– Mehrkopf-Gewichtsgerät

Eine Mehrkopfwaage ist ein Füllstandssensor, der häufig für präzise Daten- und dynamische Messungen eingesetzt wird. 1. Die Definition einer Mehrkopfwaage berücksichtigt die Auswirkungen der Erdbeschleunigung (g) und des Auftriebs (f) von Flüssigkeiten und basiert auf der Umwandlung einer genau gemessenen Größe (Masse) in eine andere, präzise Messgröße (Ausgang). Ein Kraftsensor dient der genauen Massenmessung. 2. Die grundlegenden Elemente einer Mehrkopfwaage sind: Polyurethan-Material. Das Polyurethan-Elastomer (Schwingungsdämpfer, empfindlicher Balken) verformt sich unter Einwirkung einer äußeren Kraft elastisch. Dadurch verformt sich auch der auf seiner Oberfläche angebrachte Dehnungsmessstreifen (elektronisches Messbauteil). Nach der Verformung des Dehnungsmessstreifens ändert sich sein Widerstandswert (Erhöhung oder Verringerung). Diese Widerstandsänderung wird über eine präzise Messschaltung in ein Datensignal für das elektronische Gerät umgewandelt. So wird die Umwandlung der äußeren Kraft in ein Datensignal für das elektronische Gerät abgeschlossen.

Es zeigt sich, dass der Widerstandsdehnungsmessstreifen, das Polyurethan-Elastomer und die Detektionsschaltung wichtige Komponenten sind, die bei einer Mehrkopfwaage mit Widerstandsmessung nicht fehlen dürfen. Diese drei Aspekte werden im Folgenden kurz erläutert. 1. Widerstandsdehnungsmessstreifen: Ein Widerstandsdehnungsmessstreifen ist ein Stück, das in industriellen Anlagen auf einer Wand oder einem organischen Material angebracht wird.

Einer seiner wichtigsten Grundparameter ist der Wachsamkeitsindex K. Werden seine beiden Seiten der Kraft F ausgesetzt, kommt es wahrscheinlich zu Beugung und Streckung, also zu einer Verformung. Durch diese Beugung und Streckung verringert sich seine Querschnittsfläche, d. h. sein Querschnittskreisradius.

Der Elastizitätskoeffizient (relative Widerstandsänderung) des Dehnungsmessstreifens und die Zugfestigkeit (relative Längenänderung) des Heizdrahts korrelieren positiv mit der Belegungsrate. Der Empfindlichkeitsindex K ist ein Parameter, der durch die Eigenschaften des Rohmaterials für den Metallverbundheizdraht bestimmt wird. Er hat keinen Einfluss auf Aussehen, Spezifikation oder Modell des Dehnungsmessstreifens. Der Wert liegt üblicherweise zwischen 1,7 und 3,6. K ist dimensionslos. In der Mechanik wird die Längenänderung ΔL/L als Maß für die Dehnung verwendet und mit ε abgekürzt. Sie zeigt an, dass die Dehnung sehr groß und unpraktisch ist. Daher wird oft ein Millionstel davon als Maß verwendet und mit με abgekürzt.

2. Polyurethan-Material: Polyurethan-Elastomer ist ein Bauteil mit charakteristischem Aussehen. Es erfüllt zwei Funktionen: Zum einen dient es dazu, die auf die Mehrkopfwaage wirkenden äußeren Kräfte aufzunehmen und durch diese Kräfte eine Reaktionskraft zu erzeugen, die das relative Gleichgewicht sicherstellt. Zum anderen ist der Dehnungsmessstreifen für die Umwandlung des Datensignals des elektronischen Geräts optimiert. 3. Detektionsschaltung: Die Detektionsschaltung wandelt die Widerstandsänderung des Dehnungsmessstreifens in eine standardisierte Ausgangsspannung um.

Da die Wheatstone-Brücke viele Vorteile bietet, wie z. B. die Unterdrückung von Schäden durch Temperaturschwankungen und Seitenkräfte sowie die einfache und schnelle Lösung der Kompensationsprobleme von Mehrkopfwaagen, findet sie in Mehrkopfwaagen ein breites Anwendungsgebiet. Dank der hohen Empfindlichkeit der Schaltung in der Vollstapelkette und anderen Armbrücken sind die Grundparameter jedes Arms identisch, und verschiedene Störungen können sich gegenseitig kompensieren.

Autor: Smartweigh– Hersteller von Mehrkopf-Gewichten

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