Do określenia masy ciała potrzebny jest tzw. czujnik siły. Czujniki siły to specjalny rodzaj przetwornika siły, który służy do określania siły ciężkości. Oznacza to, że czujniki siły są zazwyczaj kalibrowane w jednostkach masy, takich jak gramy, kilogramy lub tony, a nie w newtonach lub kilonewtonach, które są zwykle używane w przetwornikach siły.
Podobnie jak przetworniki siły mierzą siły działające na nie, tak czujniki wagowe mierzą ciężar, który działa na nie poprzez siłę ciężaru. W obu przypadkach działająca siła powoduje odkształcenie czujnika w sposób sprężysty, co prowadzi do liniowo proporcjonalnej zmiany sygnału wyjściowego. Każdy przetwornik siły i czujnik wagowy jest zatem elementem pomiarowym, który po obciążeniu powraca do swojego pierwotnego stanu.
Odpowiedni czujnik wagowy, odpowiednie akcesoria
Technologia ważenia
Każda aplikacja ma określoną geometrię ciała pomiarowego, która najlepiej do niej pasuje. Istotnymi czynnikami są dokładność pomiaru, użyty materiał (i związane z tym koszty), masa, która ma być mierzona, w tym ewentualne przeciążenie, a także liczba wymaganych czujników wagowych.
W zależności od miejsca zastosowania mogą być konieczne elementy wprowadzające siłę. W niektórych zastosowaniach czujniki wagowe można zainstalować bezpośrednio, na przykład jeśli uchwyty mocujące są już przymocowane do zbiornika; w innych przypadkach wymagane są moduły wagowe, na przykład jeśli zbiornik stoi bezpośrednio na podłożu.
Chociaż dodatkowy moduł ważący oznacza dodatkowe koszty, oferuje on również szereg korzyści, takich jak zapobieganie rozkładowi siły (tj. nieprawidłowym wynikom pomiarów) oraz wbudowane mechaniczne zabezpieczenie przed przeciążeniem. Ponadto kompensowane są rozszerzalność cieplna i drgania, a cały zespół jest uziemiony za pomocą wystarczająco grubego kabla.
Różne typy czujników wagowych
Wracając jednak do samych elementów pomiarowych, czyli czujników wagowych. Istnieje wiele różnych konstrukcji, które pod względem formy nie mogłyby być bardziej zróżnicowane:
Czułe czujniki siły
Najpopularniejszym typem czujnika wagowego jest prawdopodobnie tzw. czujnik jednopunktowy. Wyglądem przypomina prostopadłościan z wycięciem w kształcie kości dla psa. Po obu stronach znajdują się otwory i gwinty służące do montażu. Ponieważ są one montowane między dwiema platformami lub płytami, czasami nazywane są również czujnikami wagowymi platformowymi. Ich szczególną cechą jest to, że nie ma znaczenia, gdzie na górnej platformie znajduje się ważony przedmiot – pomiar jest zawsze prawidłowy. Czujniki jednopunktowe są zazwyczaj stosowane we wszystkich typach wag platformowych (wagi łazienkowe, wagi supermarketowe itp.) i nadają się do ważenia lekkich ciężarów do około 600 kg.
Belki zginane i ścinane
Powszechnie stosowane są również belki zginane i belki ścinane. Te czujniki wagowe są zasadniczo belkami ze stali (nierdzewnej), które ulegają odkształceniu pod wpływem mierzonego ciężaru. Również w tym przypadku nazwa wskazuje na ich funkcję – belki zginane są wyginane, a belki ścinane są ścinane. Belki zginane i ścinane są zazwyczaj montowane pod zbiornikami – zwykle wraz z modułem ważącym – i nadają się do ważenia ciężarów do 500 kg (belka zginana) lub 10 t (belka ścinana).
Czujniki tensometryczne ściskowe lub cylindryczne
W przypadku większych zbiorników zazwyczaj stosuje się czujniki tensometryczne ściskowe lub cylindryczne. Wyglądają one jak dyski lub cylindry z występami o mniejszej średnicy po jednej lub obu stronach. Występy te służą do ukierunkowanego wywierania siły. Czujniki tensometryczne ściskające lub cylindryczne są również zazwyczaj stosowane do ważenia zbiorników – w przypadku silosów lub zbiorników, które stają się bardzo ciężkie. Czujniki te mają zakres pomiarowy do 300 t. Dlatego też niezbędne jest stosowanie modułów ważących.
Czujniki tensometryczne typu S
Bardzo szerokie zastosowanie mają również tak zwane czujniki wagowe typu S. W tym przypadku nazwa opisuje ich kształt, ponieważ wyglądają one jak litery „S” w kształcie kątowym. Końce litery „S” mogą być zaprojektowane jako zabezpieczenie przed przeciążeniem. Czujniki wagowe typu S charakteryzują się kompaktową budową i wysoką dokładnością. Są one często stosowane do ważenia zawieszonych zbiorników. Wykorzystuje się je również w wielu różnych maszynach do badania materiałów.
Płaskie czujniki wagowe
Na koniec należy również wspomnieć o płaskich czujnikach wagowych. Nazwa pochodzi od ich płaskiej konstrukcji, dzięki czemu idealnie nadają się do stosowania w wagach kuchennych lub łóżkach szpitalnych.
Konstrukcje specjalne
Istnieje jeszcze kilka innych, ale nie ma sensu wymieniać ich wszystkich. Ogólnie rzecz biorąc, czujniki wagowe charakteryzują się bardzo wysoką dokładnością pomiaru. Przy podejmowaniu decyzji o wyborze odpowiedniej konstrukcji można rozważyć różne opcje.
Uwaga
W swoim portfolio firma WIKA posiada odpowiednie rozwiązanie dla każdego zastosowania. W razie pytań, osoba kontaktowa chętnie służy pomocą. Więcej informacji na temat naszej oferty produktów z zakresu technologii ważenia można znaleźć na stronie internetowej WIKA.
Polecamy również nasze artykuły
Jak budować wagi?