Princípios básicos e problemas comuns de balanças multicabeçais

Autor: Smartweigh– Balança Multicabeças

Quando se fala em balanças multicabeçais, muitas pessoas pensam que se trata apenas de um sensor que mede com precisão o peso líquido de um objeto. Na verdade, isso não é totalmente verdade, e elas ainda são utilizadas em diversos setores industriais. As balanças multicabeçais compartilham princípios básicos com os sensores de nível descritos anteriormente, mas não se parecem em nada. O uso de balanças multicabeçais na produção industrial e em aplicações tecnológicas contemporâneas é onipresente. A seguir, apresentarei em detalhes o princípio e a aplicação das balanças multicabeçais em caminhonetes no meu país.

Definição de balança multicabeças: Uma balança multicabeças é um dispositivo que transforma um sinal de dados quantitativos em um sinal eletrônico de saída que pode ser medido com precisão. Nos elementos básicos e nos métodos de avaliação dos principais indicadores de desempenho de uma balança multicabeças, existem diferenças qualitativas entre as normas nacionais antigas e as novas. Os principais tipos são: tipo S, tipo cantilever, tipo raio, tipo anel de placa, tipo fole, tipo ponte, tipo disco cilíndrico, entre outros.

O princípio da balança multicabeças possui duas estruturas básicas: tipo linear e tipo plataforma giratória (tipo disco). A balança multicabeças é composta por uma régua deslizante e uma régua fixa (tipo linear) que podem se mover relativamente, ou por um rotor e um estator de motor (tipo plataforma giratória). Esses dois tipos de sincronizadores de sensores de pesagem são fabricados utilizando a mesma tecnologia de processamento. A balança multicabeças utiliza, primeiramente, um agente de calafetagem para colar uma camada isolante de cobre condutor (0,04~0,05 mm de espessura) sobre uma placa de aço base de materiais condutores não magnéticos, como aço de alto carbono ou vidro laminado. Em seguida, utiliza-se a fotolitografia, de acordo com o projeto. O processo de corrosão técnica ou química grava o cobre em diferentes enrolamentos planos com aparência rugosa, geralmente chamados de enrolamentos de placa de circuito impresso.

Na balança de comprimento fixo e na balança deslizante, os enrolamentos do rotor e do estator do motor não são os mesmos. Os enrolamentos do rotor e da balança de comprimento fixo são contínuos, enquanto os enrolamentos da balança deslizante e do estator do motor são segmentados. Os enrolamentos são divididos em dois grupos de acordo com o segmento e dispostos de forma a serem separados por um ângulo de fase de 7π no espaço interno. O princípio da balança multicabeças também é conhecido como enrolamento senoidal e cossenoide.

Os enrolamentos contínuos e segmentados do sincronizador indutivo são equivalentes aos enrolamentos primário e secundário de um transformador, e funcionam com base nos princípios básicos de campos magnéticos alternados e indutância mútua. As balanças multicabeçais podem ser divididas em oito categorias de acordo com as regras de conversão: 1. Tipo de força de deformação resistiva. O tipo de força de deformação resistiva é uma balança multicabeçais amplamente utilizada, que se baseia no princípio de que a resistência do extensômetro resistivo varia com a mudança do campo magnético. Os principais componentes são elementos elásticos, extensômetros resistivos, circuitos de alimentação de alta precisão e cabos de transmissão.

2. O sensor de pressão de óleo possui uma estrutura simples e robusta, com uma ampla faixa de detecção, mas sua precisão geralmente não ultrapassa 1/100. 3. O sensor capacitivo utiliza a frequência de oscilação f do circuito ressonante do capacitor de potência e a relação positiva entre o intervalo do polo positivo d. O sensor capacitivo consome menos energia, tem baixo custo de engenharia e uma precisão de 1/200 a 1/500.

4. A balança multicabeças com display digital é um dispositivo de conversão força-elétrica que transforma a força aplicada em sinais eletrônicos. Um novo sensor em um só. A tendência de desenvolvimento tecnológico da balança multicabeças com display digital e do painel de instrumentos de medição e verificação de dados tornou-se gradualmente uma nova opção popular no campo da tecnologia de pesagem. Ela se destaca no setor por suas vantagens de ajuste simples, alta eficiência e grande capacidade de operação em campo. 5. A estrutura da balança multicabeças tipo anel de placa apresenta as vantagens de distribuição otimizada da tensão de base, alta sensibilidade de saída, construção em elastômero de poliuretano, estrutura simples, capacidade de carga estável e facilidade de produção e processamento.

Nesta fase, ainda ocupa uma grande proporção na produção de sensores, e o cálculo da fórmula de projeto para este tipo de sensor estrutural não é muito sólido neste estágio. 6. Após o elemento elástico vibratório suportar a força, sua frequência de vibração original é positivamente correlacionada com a raiz quadrada da força de interação. Medindo-se o deslocamento da frequência de ressonância, é possível calcular a força do objeto medido sobre o elemento elástico, determinando assim sua qualidade.

Existem dois tipos de sensores de vibração: fio vibratório e diapasão. 7. Sensor giroscópio para celular: O sensor giroscópio para celular possui resposta rápida (5 segundos), não apresenta condições de retrocesso, boas características de temperatura (3 ppm), baixo risco de vibração, medição de frequência precisa e alta precisão, permitindo obter alta resolução de tela e alta precisão de medição. 8. Os tipos ópticos incluem o tipo régua de grade e o tipo disco codificado.

Sensores ópticos têm sido usados ​​principalmente em balanças de fusão para engenharia eletromecânica. A balança multicabeças não é ideal e apresenta falhas inevitáveis. 1. Características de frequência: Sistema discreto. As características de frequência da balança multicabeças com sensor capacitivo são típicas de sistemas discretos. Embora o tipo de sinal diferencial seja utilizado para melhorar o desempenho, é improvável que seja completamente eliminado.

Outros tipos de sensores capacitivos apresentam uma característica de frequência linear apenas quando os efeitos de dispersão do campo eletrostático são ignorados. Caso contrário, a capacitância extra causada pelo efeito de dispersão se soma imediatamente aos capacitores de potência do indutor, tornando a característica de frequência do sistema discreta. 2. A capacitância parasita prejudica a capacidade original da balança multicabeças com sensor de alta capacitância. Isso ocorre porque o capacitor de fio que conecta o sensor ao circuito eletrônico, o capacitor parasita do circuito eletrônico e o capacitor composto pela placa interna do sensor e pelos condutores elétricos circundantes são considerados parasitas. A grande quantidade de capacitores não só reduz a sensibilidade do indutor, como também a troca arbitrária de capacitores torna o instrumento e o equipamento muito instáveis ​​durante a operação e compromete a precisão da medição.

3. A impedância de saída é alta e a capacidade de carga é baixa. O volume da balança multicabeças com sensor capacitivo é limitado pelas especificações geométricas do seu estágio elétrico. Não é fácil torná-la muito grande. Portanto, a impedância de saída da balança multicabeças com sensor capacitivo é alta, resultando em baixa capacidade de carga e vulnerabilidade a influências externas que podem causar instabilidade, podendo até mesmo impedir seu funcionamento em casos extremos. Equipamentos de pesagem fabricados com balanças multicabeçais têm sido amplamente utilizados em diversos setores para realizar a pesagem rápida e precisa de matérias-primas. Especialmente com o surgimento dos microprocessadores e o aprimoramento contínuo do nível de automação em todo o processo de produção industrial, a balança multicabeçais tornou-se um equipamento indispensável na gestão de processos. Ela é utilizada desde a medição do peso de tanques e silos de grande e médio porte que antes não podiam ser pesados, bem como em balanças para guindastes, balanças rodoviárias e outras operações de medição, até sistemas automáticos de dosagem e mistura de múltiplas matérias-primas, identificação automática no processo de produção e controle da quantidade de pó alimentado. Atualmente, a balança multicabeçais é aplicada em praticamente todos os setores industriais que requerem pesagem.

1. A razão para o desvio das características é causada pela própria máquina, incluindo o valor de deriva CC, o erro de inclinação ou a não linearidade da inclinação. No final, haverá uma diferença entre as características de migração idealizadas e as características reais da máquina. 2. A razão para o desvio da balança multicabeças é causada pela operação real, incluindo o posicionamento incorreto da sonda, a camada isolante incorreta entre a sonda e o local de medição preciso e a limpeza do gás ou outro gás. Processo incorreto, posicionamento incorreto dos transmissores inteligentes, etc. Existem várias razões para o desvio causado pela operação real incorreta.

3. Motivo do desvio no desempenho dinâmico: O sensor que utiliza o padrão de dados estáticos apresenta forte amortecimento de vibrações, resultando em uma resposta relativamente lenta às mudanças nos parâmetros-chave, podendo levar até alguns segundos para responder a uma variação brusca de temperatura. Algumas balanças com recurso de atraso na resposta são responsáveis ​​pelos desvios na dinâmica ao responderem a mudanças rápidas. A velocidade de resposta, a perda de amplitude e a perda de diferença de fase são causas comuns de dinâmica distorcida.

4. A razão para o desvio na inserção é que, quando um sensor é inserido no software do sistema, os principais parâmetros da medição precisa são alterados, causando o desvio. A aplicação de um transmissor inteligente excessivamente grande, as características dinâmicas muito lentas do software do sistema e o autoaquecimento no software do sistema, que consome muita energia, etc., tudo isso pode causar o desvio na inserção. 5. Razões para desvios no ambiente natural: A aplicação da balança multicabeçais também é afetada por fatores ambientais como temperatura, agitação, vibração, altitude, evaporação de compostos, etc. Esses fatores podem facilmente causar desvios no ambiente natural.

A balança multicabeças com força de deformação resistiva é uma das mais utilizadas. Sua durabilidade, confiabilidade e precisão são indiscutíveis. No entanto, alguns inconvenientes devem ser considerados ao usar uma balança multicabeças: 1. Atenção: evite o uso em ambientes com alta temperatura, fumaça, umidade e frio, bem como em ambientes com alta corrosão e campos magnéticos, pois podem causar sérios danos à balança. Portanto, é essencial utilizar a balança multicabeças em ambientes naturais ou escolher um modelo adequado para ambientes limpos. 2. Evite sobrecarregar a balança, mesmo que ela tenha uma determinada capacidade de carga.

3. O circuito de alimentação deve estar conectado ao circuito de alimentação do visor ou à linha de transmissão de energia proveniente do circuito de alimentação. O cabo de alimentação deve ser de par trançado blindado. O circuito de alimentação para leitura do sinal de saída do sensor não deve ser conectado a equipamentos que possam afetar o funcionamento do sensor em alimentos com alto teor calórico. 4. Evite a contaminação do sensor por sujeira. A sujeira pode prejudicar o funcionamento e a precisão do sensor. Para evitar isso, coloque um separador ao redor da balança multicabeças ou cubra o sensor com uma fina folha de metal.

5. Aplicação de bypass do equipamento elétrico: Para melhor prevenir a corrente de soldagem a arco ou danos causados ​​por descargas atmosféricas, o indutor deve utilizar fio de cobre com núcleo articulado (seção de aproximadamente 50 mm²) para gerar um bypass do equipamento elétrico e evitar a transferência excessiva de calor. 6. Instalação do indicador de nível: Para garantir maior precisão da balança, o nível é ajustado por meio de um indicador de nível, conforme o plano de instalação da base de sensor único. Para que a carga suportada por cada sensor seja basicamente a mesma, as superfícies de instalação das bases de vários sensores devem ser niveladas o máximo possível.

7. Manuseie a balança multicabeças com cuidado. Evite choques, quedas, etc. Além disso, a base onde o sensor está instalado deve estar nivelada e limpa, com resistência e rigidez suficientes, livre de manchas de óleo, fita adesiva, etc. 8. Para evitar forças laterais, podem ser selecionados componentes estruturais com funções de posicionamento ou calibração automática de precisão, como rolamentos de esferas, juntas e parafusos de ajuste de precisão.

9. O plugue de alimentação e o fio de controle devem ser torcidos juntos a uma taxa de 50 rpm/m. Se for necessário aumentar o comprimento do cabo de alimentação do sensor, deve-se utilizar um terminal de cabo selado específico. Se o cabo de comunicação for longo, deve-se considerar a seleção de um cabo com um amplificador repetidor sem fio para compensar a sobrecarga do circuito de alimentação. 10. O cabo de comunicação do sensor de aterramento de proteção não deve ser instalado em paralelo com o plugue de alimentação ou o cabo de controle de baixa corrente.

Resumo: Apresentarei aqui, em detalhes, a balança multicabeças. Acredito firmemente que, com o desenvolvimento da tecnologia, a balança multicabeças poderá ser utilizada em um grande número de indústrias, graças às suas características e vantagens, trazendo mais praticidade ao dia a dia de todos.

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