דלג לתוכן
In English
A transducer that converts force or weight into an electrical signal, typically using strain gauges on an elastic body.
הסבר
מדי העיבור מחוברים בגשר ויטסטון, והאות היוצא קטן מאוד, כ-2 mV לכל וולט עירור בעומס מלא, ולכן נדרש מגבר. בוחרים צורה לפי כיוון העומס: קורת כפיפה למשקלים, צורת S למשיכה, כפתור או טבעת ללחיצה. חשוב להעמיס בציר הנכון בלבד ולהימנע מכוחות צד ומעומס יתר.
מה זה אומר בפועל
במכונת מילוי, המיכל יושב על תא עומס מסוג קורת כפיפה. כשמוסיפים חומר, הקורה מתכופפת כמה מאיות מילימטר, מדי המעוות (Strain gauges) משנים התנגדות, והגשר מוציא אות של כמה מיליוולט. מגבר הופך אותו לאות 4 עד 20 מיליאמפר או לאות דיגיטלי, והבקר עוצר את המילוי כשמגיעים למשקל היעד.
למה זה חשוב
- מדידה ישירה של כוח או משקל, במקום הערכה לפי לחץ או זרם מנוע.
- מאפשר בקרת איכות, למשל מעקב אחר כוח לחיצה בהרכבה.
- הבסיס של משקלים מסחריים ותעשייתיים.
- מגן על מכונות ומנופים מפני עומס יתר.
בעיות נפוצות ופתרונות
- כוחות צד ומומנטים על התא מעוותים את המדידה → מעבירים את העומס דרך כדור, מפרק או ערכת ההתקנה של היצרן.
- מכה או נפילה שעוברות את גבול העומס → מוסיפים עוצר מכני או בוחרים תא עם מרווח ביטחון.
- רעש חשמלי וסחיפה עם הטמפרטורה → כבל מסוכך, מגבר קרוב לתא וכיול בטמפרטורת העבודה.
- משטח התקנה גמיש או לא מפולס → מתקינים על בסיס קשיח ומפולס.
איפה משתמשים
- משקלים תעשייתיים ומכונות מילוי
- מכבשים עם בקרת כוח
- מכונות בדיקת משיכה ולחיצה
- מדידת מתיחה בחוטים וברצועות
- הגנת עומס יתר בעגורנים
- רובוטים וכלי הרכבה
נוסחאות ונתונים הנדסיים
Uout = S · Uexc · F / FnomFnom ≥ (mmax + m0) · g · K / N| Uout | מתח יציאה | mV |
| S | רגישות (מהדף הטכני) | mV/V |
| Uexc | מתח עירור | V |
| F, Fnom | כוח בפועל וכוח נומינלי של התא | N |
| mmax, m0 | משקל מרבי ומשקל עצמי של המבנה | kg |
| K | מקדם ביטחון לעומס לא אחיד והלם (≈ 1.25–1.5) | – |
| N | מספר התאים | – |
- רגישות טיפוסית≈ 1–3 mV/V (לרוב 2 mV/V)
- מתח עירור≈ 5–10 V
- עומס יתר בטוח≈ 150% מהנומינלי
- עומס שבר≈ 300% מהנומינלי
- דרגת דיוק נפוצה (OIML R60)C3 – 3000 חלוקות
דוגמה: תא של 500 kg עם 2 mV/V ועירור של 10 V נותן 20 mV בעומס מלא. בעומס של 200 kg: U = 2 · 10 · 200 / 500 = 8 mV.
נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.
סרטון הסבר
סוגים נפוצים
- קורת כפיפה (single point)
- צורת S
- כפתור ללחיצה
- טבעת
- צירי רב-ממדי
