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著者: スマートウェイト –マルチヘッド加重器
マルチヘッド秤は、運動エネルギーをある方向から別の方向に変換する機械です。具体的には、マルチヘッド計量機は、機械エネルギー (支持力、収縮、作動圧力、トルクなど) を正確に測定できる電子信号に変換する力センサーです。データ信号の圧縮強度は、解放力の圧縮強度に応じて変化します。
出力データ信号に基づくマルチヘッド計量器には、油圧式、空気圧式、抵抗ひずみゲージの 3 つの基本タイプがあります。工業生産で使用される最も一般的なタイプの秤は、ひずみを内蔵したマルチヘッド秤です。抵抗ひずみゲージ マルチヘッド秤は、抵抗ひずみゲージを固定する固体金属材料本体 (または「弾性黄色コンポーネント」) で構成されています。
ハウジングは通常、アルミニウム、炭素鋼、またはステンレス鋼板で作られており、非常に強度がありながら非常に延性があります。多頭秤の挙動は秤を乗せると若干変形しますが、荷重がかからない限り元の形状に戻ります。体型の変化に対応するため、抵抗ひずみゲージも外観を変更します。
これにより、抵抗ひずみゲージの抵抗変化が引き起こされ、動作電圧変化として正確に測定できるようになります。このような出力の遷移は放出される正味重量に正の関係があるため、品目の正味重量は動作電圧の遷移から決定できます。マルチヘッド計量機はどのように機能しますか? 「多頭秤量機はどのように機能するのですか?」に答えるにはまず「抵抗ひずみゲージはどのように機能するのか?」を理解する必要があります。抵抗ひずみゲージは、力が解放されたときの抵抗器の変化を正確に測定する装置です。
一般的な抵抗ひずみゲージは、グリッド パターンに設定された非常に細かい箔のワイヤ メッシュで構成されており、ひずみ力が 1 つの軸に沿って解放されるとワイヤ抵抗器が変形します。さまざまなタイプの抵抗ひずみゲージから選択できます。 線形抵抗ひずみゲージ: 抵抗ひずみゲージの背面に接続された電源線は、抵抗ひずみゲージの端と平行です。ラジアルひずみや曲げひずみを正確に測定するために使用します。
切断抵抗ひずみゲージ: 抵抗ひずみゲージの背面に接続された電力線は、作動圧力フレームの両側に 45°の方向で配置されています。切削ひずみを正確に測定するために使用します。抵抗ひずみゲージは一般に、精度を向上させるために多数の抵抗ひずみゲージと組み合わせて使用されます。
1 つのデジタル パワー アンプの抵抗ひずみゲージはクォーター ブリッジと呼ばれ、2 つのデジタル パワー アンプの抵抗ひずみゲージはハーフ ブリッジと呼ばれ、4 つのデジタル パワー アンプの抵抗ひずみゲージはフル ブリッジと呼ばれます。抵抗ひずみゲージの抵抗変化は、充電式バッテリーに支持力を加えて荷重をかけることと同じではありません。張力距離により、抵抗ひずみゲージが柔らかくなり、伸び、抵抗器が持ち上げられます。
締め付け力により抵抗ひずみゲージの厚みが短くなり、抵抗が小さくなります。抵抗ひずみゲージは薄い背面 (固定ブラケット) に取り付けられており、計量モジュールに直接取り付けられるため、抵抗ひずみゲージは多頭秤のひずみ力を感じることができます。単一の抵抗ひずみゲージで正確に測定された抵抗の遷移は非常に小さく、約 0.12°。
ロードモジュールの感度は、リリースされるひずみゲージの数とともに増加します。この小さな変化をより考えられるものに変える良い方法は、それらをスマート計量ブリッジとして相互接続することです。抵抗ひずみゲージの種類 抵抗ひずみゲージはさまざまな向きで配置されており、正確に測定される力の種類に依存します。
曲げひずみ、せん断ひずみ、ラジアルひずみ、トルク、使用圧力はすべて、特別に合理的に配置された抵抗ひずみゲージを使用して正確に測定されます。スマート計量ブリッジ回路には 4 つの等化抵抗が装備されており、以下に示すように既知の励起動作電圧を使用します。5 は既知の安定動作電圧で、VO は正確に測定されます。すべての抵抗がバランスされている場合は、R1/R2R3/R4、そして VO がゼロになることを意味します。
いずれかの抵抗値が変化すると、VO も変化します。これはオームの法則を使用して正確に測定および表現できます。オームの法則は、2 点間の導体を通過する電流量 (I、アンペア) が 2 点間の動作電圧 (V) に正の相関があることを強調しています。抵抗 (R、オーム単位で正確に測定) は、この関連付けでは変数の定義として導入されており、電流とは何の関係もありません。
オームの法則は、I=V/Rという式で表されます。スマート計量ブリッジ電源回路の 4 つの紙ストリップに適用すると、結果として得られる方程式は次のようになります。 マルチヘッド計量機では、この抵抗は支持力の代わりに抵抗ひずみゲージに置き換えられ、収縮を正確に測定します。重さを量った二次電池に力を加えると、各抵抗ひずみゲージの抵抗が変化し、VO が正確に測定されます。
得られたデータ情報から、上記の連立方程式を使用して VO を簡単に指定できます。
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