Come scegliere una pesatrice multitesta in modo ragionevole

Autore: Smartweigh– Pesatrice multitesta

La bilancia multitesta è un dispositivo di conversione da energia elettrica a forza, in grado di convertire la forza in segnali elettronici, e rappresenta il componente principale di questo tipo di bilancia. Esistono diversi tipi di sensori in grado di effettuare la conversione forza-elettricità, tra cui sensori a resistenza, a campo magnetico e capacitivi. I sensori a campo magnetico rivestono particolare importanza nelle bilance analitiche elettroniche, mentre i sensori capacitivi sono parte integrante delle bilance multitesta. I sensori a resistenza sono invece comunemente utilizzati nella maggior parte dei modelli di bilancia.

La bilancia multitesta a resistenza per estensimetri ha una struttura semplice, un'elevata precisione e un'ampia gamma di applicazioni, potendo essere utilizzata anche in ambienti naturali relativamente difficili. Pertanto, la bilancia multitesta a resistenza per estensimetri è realizzata con un elastomero di poliuretano, un estensimetro a resistenza e un circuito di alimentazione di compensazione.

L'elastomero poliuretanico, parte sollecitata della bilancia multitesta, è realizzato con profili in acciaio al carbonio e lega di alluminio di alta qualità. L'estensimetro a resistenza è costituito da una lamina metallica incisa con una griglia di dati, e i quattro estensimetri a resistenza sono incollati all'elastomero poliuretanico mediante una struttura a ponte. In assenza di alimentazione, le quattro resistenze del circuito a ponte hanno lo stesso valore, il circuito a ponte è in equilibrio e l'uscita è zero.

Quando l'elastomero di poliuretano viene deformato da una forza, anche l'estensimetro di resistenza si deforma. Durante l'intero processo in cui l'elastomero di poliuretano è sottoposto a forza e flessione, due estensimetri di resistenza si allungano, il filo di ferro si allunga e il valore di resistenza aumenta, mentre gli altri due sono sottoposti a forza e il valore di resistenza diminuisce. In questo modo, il circuito a ponte originariamente bilanciato non è bilanciato e si verifica una differenza di tensione di lavoro su entrambi i lati del circuito a ponte. La differenza di tensione di lavoro è correlata all'entità della forza sull'elastomero di poliuretano. Controllando la differenza di tensione di lavoro si ottiene l'entità della forza del sensore, la tensione di lavoro. Dopo che il segnale dati è stato controllato e calcolato dal pannello di controllo, al fine di utilizzare al meglio le impostazioni delle varie strutture di pesatrici multitesta, la pesatrice multitesta è composta da varie forme strutturali e il nome del sensore è solitamente chiamato anche in base al suo design estetico.

Ad esempio, sensore a catena impilabile (importante bilancia elettronica per auto), tipo a trave a sbalzo (bilancia a terra, bilancia da magazzino, bilancia elettronica per auto), tipo a colonna (bilancia elettronica per auto, bilancia da magazzino), tipo di auto (bilancia), tipo a S (bilance da magazzino) ecc. Un sistema di pesatura multitesta può spesso includere sensori in diverse forme strutturali. Se il sensore viene selezionato correttamente, contribuisce a migliorare le caratteristiche del sistema di pesatura multitesta.

Esistono numerose specifiche e modelli di bilance multitesta a resistenza, con portate che vanno da poche centinaia di grammi a diverse centinaia di tonnellate. Nella scelta del campo di misura della bilancia multitesta, è necessario valutare le dimensioni della bilancia stessa. Una regola generale è la seguente: carico totale del sensore (carico massimo consentito per singolo sensore x numero di sensori) = 1/2 ~ 2/3 del peso massimo della bilancia multitesta.

Il livello di precisione della pesatrice multitesta è suddiviso in quattro livelli: a, b, c e d. I diversi gradi hanno diversi margini di errore. I sensori di classe A sono specificati max.

Il numero che segue il grado rappresenta il valore di verifica metrologica; maggiore è il valore, migliore è la qualità del sensore. Ad esempio, C2 significa grado C, con 2000 valori di verifica metrologica, mentre C5 significa grado C, con 5000 valori di verifica metrologica. Ovviamente C5 è superiore a C2.

I gradi comuni di sensori sono C3 e C5, e questi due gradi di sensori possono essere utilizzati per realizzare bilance multitesta con un grado di precisione III. L'errore della bilancia multitesta è causato principalmente dall'errore del sistema discreto, dall'errore di ritardo, dall'errore di ripetibilità, dal rilassamento delle sollecitazioni, dall'errore aggiuntivo della temperatura del punto zero e dall'errore aggiuntivo della temperatura di uscita nominale. I sensori digitali apparsi negli ultimi anni integrano il circuito di alimentazione di conversione A/D e il circuito di alimentazione della CPU nel sensore. L'uscita del sensore non è il segnale dati della tensione di lavoro analogica, ma il segnale analogico del peso netto elaborato dalla soluzione, che presenta i seguenti vantaggi: 1. Pannello di controllo I segnali dati di ciascun sensore digitale possono essere raccolti separatamente, elaborati secondo l'equazione lineare e ciascun sensore può essere calibrato indipendentemente, e la possibilità di regolare l'errore dei quattro punti contemporaneamente è molto elevata.

Il problema principale nelle bilance multitesta che utilizzano sensori digitali e analogici è la regolazione dell'errore a quattro angoli, che di solito richiede più calibrazioni per essere specificata, ogni volta spostando un peso standard pesante, il che è dispendioso in termini di tempo e manodopera. 2. Poiché il pannello di controllo può rilevare i segnali dati di tutti i sensori, i problemi di tutti i sensori possono essere visualizzati dal pannello di controllo, il che è comodo per la manutenzione. 3. Il sensore digitale trasmette il segnale analogico attraverso l'interfaccia 485 e la trasmissione può essere effettuata su lunghe distanze senza subire interferenze.

Eliminare i problemi difficili e critici della trasmissione del segnale a impulsi. 4. Vari errori del sensore possono essere regolati tramite il microcontrollore integrato nel sensore digitale, in modo che le informazioni sui dati del sensore in uscita siano più corrette. La pesatrice multitesta è considerata il sistema nervoso centrale della pesatrice multitesta e le sue caratteristiche determinano in larga misura la precisione e l'affidabilità della pesatrice multitesta.

Nella progettazione di una pesatrice multitesta, sorge spesso il problema di come utilizzare i sensori. Una pesatrice multitesta è in realtà un dispositivo che converte un segnale di dati di qualità in un segnale elettronico di uscita che può essere misurato con precisione. Il primo aspetto da considerare quando si utilizza un sensore è lo specifico ambiente d'ufficio in cui il sensore è installato.

Ciò è particolarmente importante per il corretto utilizzo dei sensori ed è correlato al fatto che il sensore possa funzionare correttamente e ad altri aspetti di sicurezza e durata, nonché all'affidabilità e al fattore di sicurezza di tutte le macchine per la pesatura. Il danno causato dall'ambiente naturale al sensore presenta i seguenti aspetti: (1) L'ambiente naturale ad alta temperatura provoca la fusione del materiale di rivestimento del sensore, la saldatura a punti e cambiamenti strutturali dovuti allo stress termico dell'elastomero di poliuretano. I sensori che operano in un ambiente naturale ad alta temperatura spesso richiedono sensori resistenti al calore e devono anche essere dotati di isolamento termico, raffreddamento ad acqua, raffreddamento ad aria e altre apparecchiature.

(2) Rischi di fumo e umidità per guasti da cortocircuito dei sensori. Nell'ambiente naturale in questione, dovrebbe essere utilizzato un sensore altamente ermetico. I diversi sensori hanno diversi metodi di sigillatura e le prestazioni di tenuta sono molto diverse.

La sigillatura generale comprende il riempimento con sigillante e l'utilizzo di apparecchiature meccaniche per il rivestimento di fogli di gomma, la saldatura elettrica (saldatrice ad arco, ecc., saldatura a fascio di elettroni) per la sigillatura e il confezionamento sottovuoto con riempimento di azoto. In base all'efficacia pratica della sigillatura, la saldatura elettrica risulta la migliore, mentre il dosaggio di riempimento e sigillatura è inferiore. Per i sensori che operano in ambienti naturali puliti e asciutti, è possibile scegliere sensori con sigillatura adesiva. Per i sensori che operano in ambienti naturali con elevata umidità e fumo, è necessario scegliere la termosaldatura con ammortizzatore a impulsi o la saldatura con ammortizzatore a impulsi, e il confezionamento sottovuoto con sensore riempito di azoto.

(3) In ambienti naturali con elevata corrosione, come umidità, freddo, acidi e alcali, che causano danni all'elastomero di poliuretano, guasti da cortocircuito e altri pericoli per il sensore, lo strato esterno dovrebbe essere selezionato per la verniciatura elettrostatica o la copertura in lamiera di acciaio inossidabile, che ha una buona resistenza alla corrosione e buone prestazioni di tenuta del sensore. (4) Danni del campo magnetico al segnale dati caotico in uscita del sensore. In questo caso, la proprietà di schermatura del sensore della soluzione viene rigorosamente controllata per vedere se ha un'eccellente immunità elettromagnetica.

(5) L'infiammabilità, l'infiammabilità e l'esplosione non solo causano pericoli avanzati per i sensori, ma comportano anche gravi minacce per altre apparecchiature meccaniche e per la sicurezza delle persone. Pertanto, i sensori che operano in ambienti naturali infiammabili, infiammabili ed esplosivi specificano chiaramente le caratteristiche del tipo antideflagrante: i sensori antideflagranti devono essere utilizzati in ambienti naturali infiammabili, infiammabili ed esplosivi. Il coperchio di tenuta di questo tipo di sensore non deve considerare solo la tenuta, ma anche la resistenza alla compressione del tipo antideflagrante e il tipo a prova di umidità, impermeabile ed esplosivo dell'uscita del cavo.

In secondo luogo, la selezione del numero totale di sensori e del campo di misura: la scelta del numero totale di sensori dipende dallo scopo principale della bilancia multitesta, dal livello dei punti di appoggio del corpo della bilancia (il numero di punti di appoggio deve essere basato sul punto di baricentro della geometria sovrapposta del corpo della bilancia e sul punto di riferimento del baricentro specifico). In generale, alcuni fulcri della bilancia utilizzano diversi sensori, ma bilance particolari come le bilance elettroniche a gancio ne utilizzano solo uno, mentre alcune bilance elettromeccaniche a fusione richiedono un numero di sensori ben definito in base alla situazione specifica. La scelta del campo di misura del sensore può essere valutata in base a fattori quali le dimensioni della bilancia, il numero di sensori, il peso della bilancia stessa e l'eventuale peso e carico elevati delle ruote.

In generale, più il campo di misura del sensore è vicino al carico di ciascun sensore, maggiore sarà la precisione di pesatura. Tuttavia, in applicazioni specifiche, oltre al peso del singolo oggetto, vanno considerati anche il peso della bilancia stessa, la tara, il peso delle ruote e le vibrazioni. Pertanto, quando si utilizza un sensore, è necessario tenere conto di molti fattori per garantirne la sicurezza e la durata.

Il metodo di calcolo del campo di misura del sensore è stato chiarito dopo numerosi esperimenti, tenendo conto dei vari elementi che possono danneggiare il corpo della bilancia. La formula è calcolata come segue: C=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N. C - Campo di misura nominale del singolo sensore W - Peso della bilancia stessa Wmax - Valore massimo del peso netto dell'oggetto N - Numero totale di punti di appoggio selezionati dalla bilancia K-0 - Indice di assicurazione commerciale, generalmente 1,2~1,3 K-1 - Indice di urto intermedio K-2 - Indice di offset del punto di gravità della bilancia K-3 - Indice di pressione dell'aria.

Ad esempio, per una bilancia elettronica da pavimento da 30 t, la pesatura massima è di 30 t, il peso della bilancia stessa è di 1,9 t, vengono selezionati 4 sensori e, in base alla situazione specifica del momento, vengono selezionati l'indice di assicurazione commerciale K-0=1,25, l'indice di impatto K-1=1,18 e il centro di gravità. L'indice di deviazione del punto K-2-=1,03, l'indice di pressione dell'aria K-3=1,02 Soluzione: Secondo il metodo di calcolo del campo di misura del sensore: c=K-0K-1K-2K-3(Wmax+W)/N. c=1,25×1,18×1,03×1,02×(30+1,9)/4=12,36 t. Pertanto, il campo di misura del sensore è di 15 t (la capacità di carico del sensore è generalmente solo di 10 t, 15 t, 20 t, 25 t, 30 t, 40 t, 50 t, ecc., a meno che non si tratti di una personalizzazione unica).

Secondo l'esperienza lavorativa, il funzionamento della bilancia è generalmente compreso tra il 30% e il 70% del suo intervallo di misurazione, ma le bilance con un impatto maggiore sull'intero processo di applicazione, come le bilance dinamiche a binario, le bilance elettroniche dinamiche per auto, le bilance per piastre in acciaio inossidabile, ecc., quando si utilizza un sensore, generalmente si estende il suo intervallo di misurazione, in modo che il sensore funzioni entro il 20-30% del suo intervallo di misurazione. Inoltre, è necessario considerare i campi di applicazione di una varietà di sensori. La chiave per la selezione della forma del sensore è il tipo di peso e l'impostazione dello spazio interno, per garantire un'impostazione corretta e un peso affidabile, d'altra parte, è necessario considerare le raccomandazioni del produttore. I produttori generalmente richiedono che il campo di applicazione del sensore sia in base alla durata del sensore, ai parametri di prestazione, al metodo di installazione, alla forma strutturale, al materiale elastomerico in poliuretano e ad altre caratteristiche. I sensori a trave sono adatti per sensori di accumulo e rilascio di acciaio come bilance per materiali, bilance elettroniche a nastro e bilance di vagliatura.

In definitiva, è necessario scegliere il livello di precisione del sensore. Il livello di precisione del sensore include la non linearità, il rilassamento delle sollecitazioni, la riparazione del rilassamento delle sollecitazioni, il ritardo, la ripetibilità, la sensibilità e altri indicatori di prestazione. Quando si utilizza un sensore, non bisogna considerare solo le normative di precisione della specifica elettronica, ma anche il suo costo.

La selezione dei livelli del sensore deve tenere conto dei seguenti due criteri: 1. Considerare le disposizioni dell'ingresso del pannello strumenti. L'indicatore di pesatura visualizza il risultato della pesatura dopo che il segnale dati di uscita della bilancia multitesta è aumentato e la conversione A/D è stata completata. Pertanto, il segnale dati di uscita della bilancia multitesta deve essere maggiore della dimensione della condizione di ingresso specificata dal pannello strumenti. La sensibilità di uscita della bilancia multitesta viene inserita nella formula di corrispondenza tra il sensore e il pannello strumenti e il risultato del calcolo deve essere maggiore della sensibilità di ingresso specificata dal pannello strumenti.

La formula di abbinamento tra la bilancia multitesta e il pannello strumenti è la seguente: sensibilità di uscita della bilancia * tensione di alimentazione * dimensione della bilancia, grado di precisione della bilancia * numero di sensori * campo di misura del sensore. Ad esempio, per una macchina confezionatrice quantitativa con una portata di 25 kg e una bilancia con un campo di misura di 1000 unità, selezionare 3 sensori L-BE-25 con un campo di misura di 25 kg e una sensibilità di 2,0±0,008 mV/V, e il pannello strumenti AD4325 per bilance con ponte ad arco di pietra e tensione di lavoro elettrica di 12 V. Il pannello strumenti richiede di specificare se il sensore selezionato deve essere integrato con il pannello di controllo.

Soluzione: La sensibilità di ingresso del pannello strumenti AD4325 è di 0,6 μV/d, quindi, secondo la formula di corrispondenza tra la pesatrice multitesta e il pannello strumenti, il segnale dati di ingresso specifico del pannello strumenti è 2 × 12 × 25 / 1000 × 3 × 25 = 8 μV/d > 0,6 μV/d. Pertanto, la pesatrice multitesta selezionata può tenere conto della regolazione della sensibilità di ingresso del pannello strumenti, che può essere combinata con la selezione del pannello strumenti. 2. Considerare le normative sull'accuratezza dei titoli elettronici.

Una rappresentazione elettronica è composta principalmente da tre parti: bilancia, sensore e pannello di controllo. Quando si sceglie la precisione di una bilancia multitesta, la precisione di quest'ultima è leggermente superiore al valore calcolato dalla teoria di base. La teoria di base è solitamente limitata da ragioni oggettive, come ad esempio la resistenza alla compressione della bilancia, le caratteristiche del pannello di controllo sono ottime, l'ambiente d'ufficio in cui si trova la bilancia è estremo e altri fattori.

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