다헤드 계량기의 기본 원리 및 일반적인 문제점

저자: 스마트웨이그 멀티헤드 웨이터

멀티헤드 계량기라고 하면 많은 사람들이 단순히 물체의 순중량을 정확하게 측정하는 센서라고 생각합니다. 하지만 사실은 그렇지 않으며, 멀티헤드 계량기는 여전히 많은 산업 분야에서 사용되고 있습니다. 멀티헤드 계량기는 앞서 설명한 레벨 센서와 기본 원리는 같지만 외형은 다릅니다. 현대 기술 발전의 일환으로 산업 생산 및 응용 분야에서 멀티헤드 계량기는 어디에나 사용되고 있습니다. 아래에서는 우리나라의 픽업트럭에 사용되는 멀티헤드 계량기의 원리와 적용 사례를 자세히 소개하겠습니다.

다헤드 계량기의 정의: 다헤드 계량기는 품질 데이터 신호를 정확하게 측정할 수 있는 전자 신호 출력으로 변환하는 장치입니다. 다헤드 계량기의 기본 요소 및 핵심 성능 지표 평가 방법에 있어서 기존 국가 표준과 새로운 국가 표준 간에 질적인 차이가 있습니다. 주요 유형으로는 S형, 캔틸레버형, 스포크형, 플레이트 링형, 벨로우즈형, 브리지형, 원통형 디스크형 등이 있습니다.

다중 헤드 계량기의 원리는 선형형과 턴테이블형(디스크형)의 두 가지 기본 구조로 나뉩니다. 선형형은 상대적으로 움직일 수 있는 슬라이딩 자와 고정된 자로 구성되고, 턴테이블형은 모터 회전자와 고정자로 구성됩니다. 이 두 가지 유형의 계량 센서 동기화 장치는 동일한 가공 기술을 사용하여 제작됩니다. 다중 헤드 계량기는 먼저 절연 접착제를 사용하여 고탄소강이나 접합 유리와 같은 비자성 전도성 재료로 된 기판 강판에 전도성 구리(두께 0.04~0.05mm)를 접착한 다음, 설계 도면에 따라 포토리소그래피 공정을 통해 구리를 다양한 표면 질감의 권선으로 에칭합니다. 이 권선은 일반적으로 인쇄 회로 기판 권선이라고 합니다.

고정 길이 계량기와 슬라이딩 계량기의 경우, 모터 회전자와 고정자에 감긴 권선 방식이 다릅니다. 고정 길이 계량기와 회전자에는 연속 권선이 감겨 있는 반면, 슬라이딩 계량기와 고정자에는 분할 권선이 감겨 있습니다. 권선은 분할된 부분에 따라 두 그룹으로 나뉘며, 실내 공간에서 좌측 위상각 7° 간격으로 분리되도록 배치됩니다. 이러한 다중 헤드 계량기의 원리는 사인 및 코사인 권선이라고도 합니다.

유도 동기기의 연속 권선과 분할 권선은 변압기의 1차 및 2차 권선과 동일하며, 교류 자기장과 상호 인덕턴스의 기본 원리를 이용하여 작동합니다. 다중 헤드 계량기는 변환 규칙에 따라 8가지 범주로 나눌 수 있습니다. 1. 저항 변형력식: 저항 변형력식은 저항 변형 게이지의 저항이 변화에 따라 변한다는 기본 원리를 이용하는 널리 사용되는 다중 헤드 계량기입니다. 핵심 구성 요소는 탄성 요소, 저항 변형 게이지, 정밀 측정 전원 공급 회로 및 전송 케이블입니다.

2. 유압 센서는 구조가 간단하고 견고하며 감지 범위가 넓지만, 정확도는 일반적으로 1/100 이하입니다. 3. 정전 용량 센서는 전력 커패시터의 공진 회로의 발진 주파수 f와 극편 간격 d의 양의 비율 관계를 이용하여 작동합니다. 정전 용량 센서는 전력 소모가 적고 설계 비용이 저렴하며, 정확도는 1/200에서 1/500 사이입니다.

4. 디지털 디스플레이 데이터 멀티헤드 계량기는 가해지는 힘을 전자 신호로 변환할 수 있는 힘-전기 변환 장치입니다. 새로운 센서가 하나로 통합된 형태입니다. 데이터 멀티헤드 계량기와 데이터 측정 및 검증 계기판의 기술 개발 추세는 계량 기술 분야에서 점차 새로운 선호도로 자리 잡고 있습니다. 간편한 조정, 높은 효율성, 현장 작업 능력 등의 장점으로 업계에서 두각을 나타내고 있습니다. 5. 플레이트 링형 멀티헤드 계량기의 구조는 지면 응력 유선 분포가 확립되어 있고, 출력 감도가 높으며, 전체적으로 폴리우레탄 엘라스토머 재질을 사용하고, 구조가 간단하며, 하중 지지력이 안정적이고, 생산 및 가공이 용이하다는 장점을 가지고 있습니다.

이 단계에서는 센서 생산에서 여전히 큰 비중을 차지하고 있으며, 이러한 유형의 구조 센서에 대한 설계 공식 계산은 아직 완벽하지 않습니다. 6. 진동하는 탄성 요소가 힘을 받으면 원래 진동 주파수는 상호 작용력의 제곱근과 양의 상관관계를 갖습니다. 공진 주파수의 변화를 측정함으로써 측정 대상이 탄성 요소에 가하는 힘을 계산하고, 이를 통해 품질을 계산할 수 있습니다.

진동 센서에는 진동선식과 소리굽쇠식 두 가지 유형이 있습니다. 7. 휴대폰 자이로스코프 센서는 빠른 응답 속도(5초), 역전 현상 없음, 우수한 온도 특성(3ppm), 작은 진동 위험, 정확한 주파수 측정 및 높은 정밀도를 특징으로 하여 고해상도 화면과 높은 측정 정확도를 구현할 수 있습니다. 8. 광학식에는 격자형과 코드 디스크형이 있습니다.

광학 센서는 주로 전기기계공학 융합 저울에 사용되어 왔습니다. 그러나 다중 헤드 계량기는 이러한 센서에 완벽하게 적합하지 않으며, 피할 수 없는 몇 가지 결함이 있습니다. 1. 주파수 특성: 이산 시스템 정전식 센서를 사용하는 다중 헤드 계량기의 주파수 특성은 이산 시스템입니다. 차동 신호 방식을 사용하여 개선하고 있지만, 완전히 제거하기는 어렵습니다.

다른 유형의 정전 용량 센서는 정전기장의 가장자리 효과를 무시할 경우에만 선형 주파수 특성을 나타냅니다. 그렇지 않으면 가장자리 효과로 인한 추가 정전 용량이 인덕터 전력 커패시터에 즉시 합산되어 시스템의 주파수 특성이 불연속적이 됩니다. 2. 기생 정전 용량은 대용량 정전 용량 센서를 사용하는 다중 헤드 계량기의 본래 성능을 저하시킵니다. 센서와 전자 회로를 연결하는 배선 커패시터, 전자 회로의 부유 커패시터, 센서 내부 플레이트와 주변 전기 도체로 구성된 커패시터 등이 기생 정전 용량에 해당합니다. 커패시터 용량이 크게 부족하면 인덕터의 감도가 저하될 뿐만 아니라 커패시터를 임의로 교체해야 하는 경우가 잦아 장비 작동이 매우 불안정해지고 측정 정확도가 떨어질 수 있습니다.

3. 출력 임피던스가 높고 부하 용량이 부족합니다. 정전식 센서를 사용하는 멀티헤드 계량기의 크기는 전기 회로단의 기하학적 규격에 제한되어 있어 크게 제작하기 어렵습니다. 따라서 정전식 센서를 사용하는 멀티헤드 계량기의 출력 임피던스가 높아 부하 용량이 부족하고, 외부 영향에 취약하여 불안정한 상태를 초래하거나 심한 경우 작동하지 못할 수도 있습니다. 다헤드 계량기는 원자재의 신속하고 정확한 계량을 위해 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 특히 마이크로프로세서의 등장과 산업 생산 공정 전반의 자동화 기술 수준 향상에 따라 다헤드 계량기는 공정 관리에서 없어서는 안 될 필수 장비가 되었습니다. 이전에는 계량이 불가능했던 대형 및 중형 탱크와 사일로의 중량 측정은 물론, 크레인 저울, 차량 저울 등의 계량 작업, 다양한 원자재의 혼합 및 자동 배치 시스템, 생산 공정 내 자동 식별, 분말 투입량 제어 등 모든 분야에서 다헤드 계량기가 활용되고 있습니다. 현재 다헤드 계량기는 계량 산업의 거의 모든 분야에 적용되고 있습니다.

1. 특성 편차의 원인은 DC 드리프트 값, 기울기 오차 또는 기울기의 비선형성 등 기계 자체의 문제에서 비롯됩니다. 결국 이상적인 이동 특성과 실제 기계의 특성 간에는 차이가 발생합니다. 2. 다헤드 계량기의 편차 원인은 실제 작동상의 문제에서 비롯됩니다. 프로브의 잘못된 위치, 프로브와 측정 위치 사이의 절연층 불량, 가스 또는 기타 가스의 청결도 불량, 스마트 트랜스미터의 잘못된 위치 등 실제 작동 오류로 인한 편차가 발생할 수 있습니다.

3. 동적 성능 편차의 원인 정적 데이터 표준을 적용하는 센서는 진동 감쇠가 강하여 주요 매개변수 변화에 대한 응답 속도가 상대적으로 느리며, 온도 급변에 반응하는 데에도 몇 초가 걸릴 수 있습니다. 지연 시간 기능을 갖춘 일부 계량기는 급격한 변화에 반응할 때 동적 성능 편차를 유발하는 원인이 됩니다. 응답 속도, 진폭 손실, 위상차 손실 등이 모두 동적 성능 왜곡의 원인이 될 수 있습니다.

4. 삽입 오차의 원인은 센서를 시스템 소프트웨어에 삽입할 때 정밀 측정의 주요 매개변수가 변경되어 오차가 발생하기 때문입니다. 과도하게 큰 스마트 트랜스미터를 시스템에 적용하거나, 시스템 소프트웨어의 동적 특성이 너무 느리거나, 시스템 소프트웨어의 자체 발열로 인해 에너지가 과다하게 소모되는 경우 등이 모두 삽입 오차의 원인이 될 수 있습니다. 5. 자연 환경에서의 오차 발생 원인 다헤드 계량기는 온도, 흔들림, 진동, 고도, 화합물 증발 등과 같은 환경적 위험 요소의 영향을 받습니다. 이러한 요인들은 자연 환경에서 오차를 발생시키기 쉽습니다.

저항식 멀티헤드 계량기는 가장 널리 사용되는 멀티헤드 계량기 중 하나입니다. 내구성, 신뢰성 및 정확성은 의심할 여지가 없습니다. 하지만 멀티헤드 계량기를 사용할 때 주의해야 할 사항은 다음과 같습니다. 1. 고온, 연기, 습도, 저온 환경, 부식성이 강한 환경, 그리고 자기장이 강한 환경에서는 멀티헤드 계량기가 심각한 손상을 입을 수 있으므로 주의해야 합니다. 따라서 자연 환경에서 멀티헤드 계량기를 사용할 때는 주의하거나, 깨끗한 환경에서 사용할 수 있는 적절한 멀티헤드 계량기를 선택해야 합니다. 2. 멀티헤드 계량기의 적재 용량이 일정 수준이라 하더라도 과중량으로 인한 손상을 방지하는 것이 매우 중요합니다.

3. 전원 공급 회로는 디스플레이 정보 전원 공급 회로에 연결하거나 전원 공급 회로에서 나오는 전력 전송선은 차폐된 연선 케이블을 사용해야 합니다. 센서 출력 데이터 신호 판독 전원 공급 회로는 고칼로리 식품에 영향을 줄 수 있는 일부 기계와 함께 연결해서는 안 됩니다. 4. 센서의 먼지 오염을 방지하십시오. 센서에 먼지가 쌓이면 센서의 작동 및 정밀도가 저하될 수 있습니다. 멀티헤드 계량기 주변에 "분리대"를 설치하거나 센서를 얇은 금속판으로 덮으십시오.

5. 전기 장비 바이패스 적용 아크 용접 전류 또는 낙뢰로 인한 손상을 방지하기 위해, 인덕터에는 경첩형 구리 코어 와이어(단면적 약 50mm²)를 사용하여 전기 장비 바이패스를 생성하고 과도한 열 전달을 방지해야 합니다. 6. 수평계 설치 계량 저울의 정밀도를 높이기 위해 수평계를 사용하여 수평을 조정하고 단일 센서 설치 베이스의 설치 계획을 수립합니다. 각 센서가 받는 하중을 기본적으로 동일하게 하기 위해 여러 센서의 설치 베이스 설치면은 가능한 한 수평이 되도록 조정해야 합니다.

7. 멀티헤드 계량기는 조심스럽게 다루어야 합니다. 충격, 낙하 등을 피하고 주의해서 취급하십시오. 또한 센서가 설치되는 받침대는 수평을 맞추고 깨끗해야 하며, 충분한 압축 강도와 강성을 확보하고, 기름때, 접착 테이프 등이 없어야 합니다. 8. 측면 하중을 방지하기 위해 센서에는 볼 베어링, 조인트 베어링, 정밀 위치 조정 장치와 같은 자동 정밀 위치 조정 또는 교정 기능이 있는 구조 부품을 사용할 수 있습니다.

9. 전원 플러그와 제어선은 50rpm/m 수준으로 함께 꼬아야 합니다. 센서 전원 코드를 연장해야 하는 경우, 특수 제작된 밀폐형 케이블 단자를 사용해야 합니다. 통신 케이블이 긴 경우, 전원 공급 회로를 보상하기 위해 무선 중계기 증폭기가 내장된 케이블을 선택하는 것을 고려해야 합니다. 10. 보호 접지 센서의 통신 케이블은 저전류 전원 플러그 또는 제어선과 병렬로 배치해서는 안 됩니다.

요약: 여기서는 멀티헤드 계량기에 대해 자세히 소개하겠습니다. 기술이 발전함에 따라 멀티헤드 계량기는 그 특성과 장점을 바탕으로 다양한 산업 분야에서 널리 사용되어 우리 모두의 일상생활에 편리함을 가져다줄 것이라고 확신합니다.

저자: 스마트웨이그 멀티헤드 웨이트러 제조업체

저자: 스마트웨이그 선형 가중기

저자: 스마트웨이그 선형 계량 포장기

저자: 스마트웨이그 다헤드 계량 포장기

저자: 스마트웨이그 트레이 데네스터

저자: 스마트웨이그 클램쉘 포장기

저자: 스마트웨이그 조합 가중기

저자: 스마트웨이그 도이팩 포장기

저자: 스마트웨이그 기성품 가방 포장기

저자: 스마트웨이그 회전식 포장기

저자: 스마트웨이그 수직 포장기

저자: 스마트웨이그 VFFS 포장기