Komórki obciążenia napięcia są kluczowe dla pomiaru sił przyciągania w różnych zastosowaniach.

Tutaj w Morehouse, kalibrujemy wiele komórek obciążeniowych o różnej pojemności.

Jednym z najważniejszych aspektów tych kalibracji jest zapewnienie stosowania odpowiednich adapterów.

Naszee-booki innedokumenty/Pomówić o znaczeniu adapterów.

Po uzgodnieniu właściwej metody kalibracji i adapterów używanych do kalibracji, niezbędne jest zrozumienie równań używanych do charakterystyki ich zachowania.

Jest to podstawowe zrozumienie równania komórki obciążenia napięcia i sposobu, w jaki są one wykorzystywane do przetłumaczania wyjścia komórki obciążenia na precyzyjne pomiary siły.

Podstawy produkcji ogniw obciążeniowych

W jego rdzeniu, komórka obciążenia napędowego przekształca siłę mechaniczną w sygnał elektryczny.

W miarę rozciągania komórki obciążeniowej mierniki naprężenia wewnątrz urządzenia ulegają zmianie oporu.

Zmiana ta jest zazwyczaj mierzona jako napięcie wyjściowe, często wyrażane w miliwoltach na wolt (mV / V).

równanie komórki obciążenia napędowego- Przybliżenie liniowe

Najprostszym sposobem powiązania mocy wyjściowej komórki obciążeniowej z siłą zastosowaną jest równanie liniowe:

Siła = m * Odpowiedź + b

Gdzie:

• Siła jest zastosowanym napięciem w jednostkach takich jak lbf lub N
• Odpowiedź wynosi moc wyjściową ogniwa obciążenia w mV/V
• m jest nachyleniem (wrażliwość)
• b jest przecinkiem y (często blisko zera dla systemów dobrze zerowanych)

To przybliżenie liniowe działa dobrze w wielu zastosowaniach, głównie gdy komórka obciążenia jest używana w wąskim zakresie lub gdy urządzenie może nie być lepsze niż 0.2 % całkowitej mocy ogniwa obciążenia.

Kiedy ktoś chce zmaksymalizować wydajność swojej komórki obciążeniowej, te niewielkie nieliniowości nie będą najlepiej charakteryzować wydajność,i bardziej złożone równania będą często potrzebne dla lepszych niż 00,2% pełnej skali.

Uwaga: Przedstawiamy to ogólnie, ponieważ niektóre komórki obciążenia mogą być bardzo liniowe, gdzie można użyć równania liniowego.

Równanie komórki obciążenia napięcia - równania wielomianowe dla zwiększonej dokładności

Aby uwzględnić nieliniowości, laboratoria kalibracyjne mogą zgłaszać równania wielomianowe charakteryzujące komórki obciążeniowe.

Standardy ASTM E74 i ISO 376 mają określone kryteria do generowania tych równań wielomianowych.

Powszechną formą jest:

Odpowiedź = A0 + A1 * Siła + A2 * Siła2 + A3 * Siła3

gdzie A0, A1, A2 i A3 są współczynnikami określonymi podczas kalibracji.

Równienie to pozwala nam przewidzieć reakcję komórki obciążeniowej na dowolną siłę w obrębie jej kalibrowanego zakresu.

Siła = B0 + B1 * Reakcja + B2 * Reakcja2 + B3 * Reakcja3

Współczynniki (B0, B1, B2, B3) różnią się od współczynników A i są obliczane w celu zminimalizowania błędów podczas konwersji od reakcji do siły.

Znaczenie współczynników

Każdy współczynnik w tych równaniach wielomianowych służy określonemu celowi:

• A0 lub B0: oznacza punkt przesunięcia lub punkt zerowy
• A1 lub B1: odnosi się do wrażliwości liniowej ogniwa obciążenia
• A2 lub B2: Rachunki kwadratycznej nieliniowości
• A3 lub B3: rozwiązuje kwasową nieliniowość

Rysunek 12 Równienie komórki obciążenia napięcia wielomianowego drugiego stopnia

Warunki wyższego rzędu (4 lub 5 stopnia) mogą być używane do precyzyjnego opisywania wysokiej rozdzielczości ogniw obciążeniowych.

Te terminy zostały omówione w naszej e-knifie, a standard ISO 376 ogranicza użycie równania wielomianowego do 3rdRozkaz.

Równanie komórki obciążenia napięcia - praktyczne zastosowanie

Jeżeli kalibracja jest wykonywana zgodnie z ASTM E74 lub ISO 376, otrzymuje się certyfikat kalibracji z tymi współczynnikami przy użyciu kalibrowanej komórki obciążenia napięcia.

W celu określenia siły dla danej mocy wyjściowej:

1. Pomiar mocy ogniwa obciążenia w mV/V
2. Włącz tę wartość do równania siły przy użyciu podanych współczynników B
3. Oblicz wynik, aby uzyskać stosowaną siłę

Odwrotnie, jeśli potrzebujesz wiedzieć, czego oczekiwać od siły docelowej, użyj równania reakcji z współczynnikami A.

Równienie komórki obciążenia napędowego - wniosek

Podsumowując, zrozumienie równania komórek obciążenia napięcia może pomóc lepiej określić komórki obciążenia, co może zmniejszyć ogólną niepewność pomiarów.

Ta niższa niepewność pomiaru poprawi dokładność pomiarów.

Te równania komórek obciążenia napięcia, czy to liniowe, czy wielomianowe, odgrywają kluczową rolę w przekształcaniu mocy elektrycznej komórki obciążenia w precyzyjne siły.

Przybliżenie liniowe zapewnia prostą metodę do wielu zastosowań, podczas gdy równania wielomianowe zapewniają zwiększoną dokładność poprzez uwzględnienie nieliniowości związanych z zachowaniem komórki obciążenia.

Laboratoria kalibracyjne przestrzegające norm kalibracyjnych, takich jak ASTM E74 lub ISO 376, które określają stosowanie tych równania, często lepiej charakteryzują oczekiwaną wydajność ogniwa obciążenia,umożliwiając większe zaufanie do wydajności komórek obciążeniowych.