Что Такое Параллельный Балочный Тензодатчик?

Параллельный балочный тензодатчик (также известный как одноточечный датчик нагрузки) — это датчик, который преобразует приложенные силы (вес/давление/нагрузку) в электрический сигнал с помощью тензометрического датчика + упругой балочной конструкции. Ее основная конструкция состоит из прецизионно обработанного металлического упругого элемента, выполненного в виде параллельной балки. Под воздействием внешних сил эта балка подвергается незначительной деформации. Тензометрические датчики, прикрепленные к поверхности балки, деформируются соответственно, вызывая изменения в значениях их сопротивления. Эти изменения сопротивления затем преобразуются в измеримые сигналы напряжения с помощью моста Уитстона.

Его конструкция обеспечивает, что «несущий конец» и «фиксированный конец» сохраняют конфигурацию «параллельного бруса» под нагрузкой. Незначительные деформации, вызванные приложенной силой, регистрируются внутренними тензодатчиками и преобразуются в сигналы напряжения с помощью моста Уитстона. Полученный выходной сигнал прямо пропорционален приложенной нагрузке, что позволяет измерить вес.

Эта конструкция сочетает в себе точность и простоту установки, что делает ее идеально подходящей для весовых систем с небольшим и средним диапазоном грузоподъемности, таких как электронные весы, небольшие настольные весы, упаковочные весы, весы для розничной торговли, разливочные машины и автоматические весовые машины.

Основные характеристики датчика веса с параллельными балками: компактная конструкция, высокая устойчивость к нецентрированной нагрузке и отличная температурная стабильность, что позволяет проводить высокоточные измерения в сложных условиях 

эксплуатации. Его одноточечная конструкция эффективно устраняет посторонние боковые силы, что делает его пригодным для применения в системах, требующих многонаправленного баланса сил, таких как платформенные весы. Он также демонстрирует хорошую линейность и повторяемость, а в сочетании с схемой подготовки сигнала может достигать динамического отклика на уровне миллисекунд.

Обычно его называют:

Одноточечный тензодатчик

Одноопорный тензодатчик

Тензодатчик с параллельными балками

Поскольку он позволяет осуществлять компенсацию одноточечного тензодатчика с помощью одного датчика после установки, без необходимости комбинирования нескольких датчиков, он особенно хорошо подходит для весового оборудования с малым и средним диапазоном грузоподъемности.

Тензодатчики с параллельными лучами являются одним из наиболее широко используемых типов тензодатчиков, известных своей высокой чувствительностью, превосходной температурной стабильностью, простотой установки и превосходной устойчивостью к нецентрированной нагрузке.

Они широко используются в одноточечных измерениях, небольших платформенных весах, промышленных весовых системах, автоматизированном измерительном оборудовании и лабораторных приборах.

Принцип работы тензодатчиков с параллельными лучами

Конструкция с параллельными балками обеспечивает стабильную изгибную деформацию между несущим концом и фиксированным концом. Когда на датчик действует внешняя сила:

Внутренний металлический упругий элемент датчика подвергается незначительной деформации;

Тензометрические датчики в результате удлиняются или сжимаются;

Изменяется значение сопротивления, вызывая изменение выходного напряжения моста Уитстона;

Генерируется выходной сигнал, пропорциональный приложенной силе, что позволяет осуществить взвешивание.

В результате этого процесса происходит преобразование:

Сила → Деформация → Электрический сигнал → Вес.

Конструктивные особенности тензодатчиков с параллельными балками

Типичная конструкция состоит из:

Эластомера (алюминиевого сплава или нержавеющей стали)

Тензодатчиков

Защитного уплотнительного слоя

Проводящего проволочного интерфейса

Монтажных резьбовых отверстий

Преимущества тензодатчиков с параллельными лучами

1. Компактная конструкция, простая установка.

Функция взвешивания реализуется с помощью одного датчика.

2. Минимальное влияние смещения нагрузки от центра.

Может быть установлен в любом месте весовой платформы с сохранением точности показаний веса.

3. Высокая точность и стабильность.

Разрешение варьируется от 1/6000 до 1/30000.

4. Экономичность и универсальность.

Более экономичный вариант по сравнению с решениями на основе сдвиговых датчиков или тензодатчиков.

5. Подходит для различных задач взвешивания.

Одноточечные весы, весы для розлива, весы для розничной торговли, упаковочные машины и многое другое.

Классификация тензодатчиков с параллельными лучами

По материалу:

Алюминиевый сплав — легкий, недорогой.

Нержавеющая сталь — коррозионностойкая, водонепроницаемая, пыленепроницаемая.

Легированная сталь — превосходная ударопрочность.

По степени защиты:

IP65

IP67

IP68 (для использования вне помещений)

По выходной сигнал:

Аналоговое напряжение

4–20 мА

RS485

CAN

Протокол Modbus

Поддерживает интеграцию с системами автоматизации, ПЛК, промышленными компьютерами и контрольно-измерительными приборами.

Типичные области применения тензодатчиков с параллельными лучами

Коммерческий сектор:

Кассовые весы, весы с ценообразованием, весы для розничной торговли

POS-оборудование, интеллектуальные устройства для расчетов

Промышленный сектор:

Оборудование для количественного упаковывания и розлива

Автоматические системы подачи и взвешивания

Ленточные весы и сортировочные машины

Интеллектуальное производство и Интернет вещей:

Интеллектуальные весовые системы для складов

Весовые датчики для роботов AGV/AMR

Промышленные весовые модули

Экспериментальное и медицинское оборудование:

Прецизионное измерительное оборудование

Микроанализаторы

Он незаменим практически во всех одноточечных весовых системах.

Методы установки и меры предосторожности для датчиков веса с параллельными балками

Для обеспечения точности измерений и долгосрочной стабильности при установке необходимо соблюдать следующие пункты:

1. Устанавливайте горизонтально.

2. Центр весовой платформы должен совпадать с центром датчика.

3. Избегайте перегрузки и ударов.

4. Кабельные соединения должны быть водонепроницаемыми и устойчивыми к сдавливанию.

Ассортимент датчиков веса с параллельными балками нашей компании обладает такими преимуществами, как широкий диапазон измерения, высокая совместимость при установке и отличное соотношение цены и качества. Основные модели представлены ниже:

FA504

Диапазон номинальной нагрузки: 3–50 кг

Особенности:

▶ Отличная производительность при измерениях в низком диапазоне

▶ Идеально подходит для компактного весового оборудования

▶ Подходит для лабораторных приборов, торговых весов и устройств для проверки пищевых продуктов

FA508

Диапазон номинальной нагрузки: 10–100 кг

Преимущества:

▶ Повышенная устойчивость к помехам

▶ Стандартные монтажные размеры, совместимые с многими ведущими брендами

▶ Области применения: Настольные весы, системы промышленной автоматизации, упаковочное оборудование

FA514

Диапазон номинальной нагрузки: 150–2000 кг

Особенности:

▶ Поддерживает широкий диапазон взвешивания с стабильной производительностью.

▶ Превосходная ударопрочность и износостойкость.

▶ Подходит для весовых мостов, взвешивания промышленного оборудования и проверки производственных линий.

FA578

Диапазон номинальной нагрузки: 8–300 кг

Преимущества:

▶ Полностью герметичная конструкция для использования на открытом воздухе или в суровых условиях

▶ Поддерживает быстрое динамическое взвешивание

▶ Подходит для автоматизированного оборудования и интеллектуальных заводских систем взвешивания

Примеры применения и отраслевые решения

Параллельные весоизмерительные датчики широко используются в промышленном производстве и коммерческом оборудовании благодаря своей устойчивости к нецентрированной нагрузке, высокой точности и простоте установки. Они демонстрируют особую эффективность в следующих секторах:

1. Примеры применения платформенных весов

В сценариях использования платформенных весов датчики должны обладать высокой стабильностью, а также устойчивостью к вибрациям и помехам. Наши продукты FA504, FA508, FA514 и FA578 широко используются в различных платформенных весах.

2. Пример из практики: взвешивание и сортировка на предприятиях пищевой промышленности

Пищевая промышленность предъявляет исключительно высокие требования к гигиене и стабильности, особенно в таких областях, как линии помывки мяса, переработка фруктов и овощей, а также сортировка готовой упаковки.

Требования к применению:

Датчик должен быть водонепроницаемым, коррозионно-стойким и ударопрочным.

Он должен обеспечивать быстрое время отклика для динамического взвешивания на производственных линиях.

Модели FA504 и FA578 напрямую соответствуют следующим требованиям:

✔ Поддержка классов защиты IP для использования во влажных средах.

✔ Повышенная чувствительность для динамического взвешивания, идеально подходит для упаковки и автоматической сортировки.

✔ Стабильная работа с минимальной погрешностью, что значительно повышает эффективность работы предприятий пищевой промышленности.

3. Промышленная автоматизация и конвейерные линии

Промышленные производственные линии представляют собой один из наиболее типичных сценариев применения датчиков веса с параллельными балками, которые используются в следующих областях:

✔ Автоматическое упаковочное оборудование

✔ Конвейерные сборочные линии

✔ Весовые модули для производственных линий

✔ Интеллектуальные системы сортировки

Помощь предприятиям в сокращении ручной проверки и количества ошибок, а также в повышении эффективности производства и урожайности.

Тензодатчики с параллельными балками представляют собой сложную технологию весовых датчиков, характеризующуюся компактной конструкцией, высокой чувствительностью, простотой установки и исключительной универсальностью. Они не только отвечают требованиям коммерческого и промышленного взвешивания, но и все чаще становятся неотъемлемыми компонентами интеллектуальных производственных и автоматизированных систем. В практическом применении их устойчивость к нецентрированной нагрузке и возможности температурной компенсации эффективно обеспечивают долгосрочную стабильность и точность работы. При интеграции с системами PLC и HMI они обеспечивают передачу данных в реальном времени и удаленный мониторинг, что еще больше повышает интеллектуальность производственной линии. С развитием Индустрии 4.0 тензодатчики с параллельными балками будут продолжать интегрировать цифровые датчики и технологии IoT, способствуя совершенствованию управления производственными процессами.