Conhecimento sobre os princípios e aplicações das balanças multicabeçais

Autor: Smartweigh– Balança Multicabeças

Princípio básico e aplicação prática da balança multicabeças. A balança multicabeças pertence à categoria de sensores de tensão e pressão, comumente utilizada na medição precisa de dados estáticos e dinâmicos. 1. A definição de balança multicabeças considera a aceleração gravitacional (g) do objeto de aplicação e a força de empuxo (f) da água, convertendo uma das grandezas medidas com precisão (quantidade) em outra (saída). 2. Conceito básico da balança multicabeças. O elastômero de poliuretano (isolador de vibração, viga mais sensível) sofre deformação elástica sob a ação de uma força externa, de modo que o extensômetro resistivo (componente de transformação) colado em sua superfície também se deforma. Consequentemente, o valor da resistência do extensômetro se altera (aumenta ou diminui), sendo então convertido em um sinal eletrônico por meio de um circuito de alimentação com medição precisa. Assim, todo o processo de conversão da força externa em sinal eletrônico é concluído.

Não é difícil perceber que extensômetros resistivos, elastômeros de poliuretano e circuitos de potência de teste são componentes essenciais que não podem faltar em uma balança multicabeças de força de deformação resistiva. Esses três componentes são brevemente descritos a seguir. 1. Extensômetro resistivo: O extensômetro resistivo é um componente mecânico composto por um fio de aquecimento elétrico disposto sobre um substrato de materiais orgânicos.

Um de seus principais parâmetros é o índice de destreza K. Quando seus dois lados são submetidos à força F, ele pode se esticar, ou seja, sofrer deformação. Supondo que ele se estique, sua área de seção transversal diminui, isto é, o semicírculo circular de sua seção transversal se reduz.

A relação entre o coeficiente de elasticidade resistivo do extensômetro (a variação relativa da resistência) e o alongamento do fio de aquecimento (a variação relativa do comprimento) é proporcional. Deve-se ressaltar que o valor do índice de sensibilidade K é um parâmetro determinado pelas características da matéria-prima utilizada na fabricação do fio de aquecimento metálico. Ele não tem relação com a aparência e o tamanho do extensômetro. O valor de K para diferentes matérias-primas geralmente varia entre 1,7 e 3,6; valores de K superiores a esse limite são adimensionais, ou seja, não possuem dimensão. Em mecânica aplicada à engenharia, ΔL/L é chamado de força de deformação, denotada por ε, e é frequentemente usado para indicar uma ductilidade muito grande, o que é bastante inconveniente. Em aplicações práticas, é comum usar a expressão em milionésimos do valor real, denotada por με.

2. Elastômero de poliuretano: O elastômero de poliuretano é uma peça com aparência única. Possui duas funções. Primeiro, suporta a força externa da balança multicabeças, que gera uma força de recuo para alcançar o equilíbrio relativo; o extensômetro resistivo acoplado a esta área é ideal para a tarefa diária de transformar a força de deformação em sinal eletrônico. 3. Inspeção do circuito de alimentação: A função da inspeção do circuito de alimentação é converter a resistência do extensômetro resistivo em uma tensão de saída de trabalho.

Devido às suas inúmeras vantagens, como a capacidade de suprimir os efeitos nocivos das variações de temperatura e das forças laterais, além de facilitar a compensação em balanças multicabeçais, a ponte de Wheatstone tem sido amplamente utilizada nesse tipo de equipamento. Por outro lado, circuitos de ponte de braços, como o de acumulação e liberação completa (FARC), apresentam a maior sensibilidade, com parâmetros principais idênticos em cada braço e facilidade de compensação entre os efeitos de diferentes influências. Portanto, balanças multicabeçais geralmente adotam circuitos de ponte de braços com FARC, entre outros.

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