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Seleccionar el amplificador de un sensor de fuerza exige equilibrar la medición de pequeños cambios y la conservación de la mayor señal posible. Una ganancia demasiado baja desaprovecha el rango de entrada del receptor; una demasiado alta recorta las señales debidas a la precarga, al desplazamiento del cero o a un pico de fuerza. Parta de la salida real del puente y de la velocidad de medición necesaria, y después evalúe conjuntamente el amplificador y la entrada de adquisición.
Calcule la señal antes de comparar las especificaciones del amplificador
En un puente de galgas extensométricas, la salida nominal a fondo de escala en milivoltios es la sensibilidad en mV/V multiplicada por la excitación en voltios. Utilice la sensibilidad de la capacidad solicitada, no un valor supuesto para toda la familia de productos.
Las especificaciones de MV-LC0190 indican 0.5 ±0.1 mV/V para 1 kg y 1.0 ±0.2 mV/V para las versiones de 5, 20 y 50 kg. El rango de excitación recomendado es 4-12 VDC. Consulte los datos de calibración de la unidad suministrada al establecer el factor de escala definitivo.
Como ejemplo de cálculo, la versión de 1 kg con una excitación de 8 V ofrece una salida nominal a fondo de escala de 4 mV. Un cambio del 1% de la carga nominal produce solo 40 microvoltios nominales. Es un cálculo de señal, no una afirmación de que el sistema completo pueda medir con precisión ese cambio. El ruido, la deriva del cero y los efectos de la mecánica instalada deben ser suficientemente pequeños para la decisión prevista.
Selección del amplificador de un sensor de fuerza: compare las especificaciones útiles
| Aspecto que se debe comprobar | Datos a solicitar | Por qué afecta al resultado |
|---|---|---|
| Rango de entrada | Límites de señal diferencial positivos y negativos, incluido el margen para el desplazamiento del cero | Una señal de tracción/compresión o una precarga puede superar un rango elegido únicamente para carga nominal positiva. |
| Ruido | Ruido referido a la entrada con ancho de banda y convención de medición | El ruido citado sin su rango de frecuencias no puede compararse de forma fiable con la señal útil más pequeña. |
| Respuesta | Ancho de banda, comportamiento de estabilización y ajustes de los filtros activados | Una lectura estable puede ocultar un pico no captado o una respuesta de control tardía. |
| Excitación | Tensión, capacidad de alimentación del puente y disposición de los conductores de detección de tensión | La salida del sensor depende del voltaje que realmente se suministra a su puente. |
| Salida | Rango, capacidad de carga, referencia y límites de la entrada receptora | La señal debe permanecer válida tanto a través del amplificador como del dispositivo de adquisición. |
El ruido referido a la entrada expresa el ruido del amplificador como una señal equivalente en su entrada. Evalúelo con un ancho de banda especificado; no compare directamente un valor RMS con una cifra de pico a pico obtenida con otro criterio. El número de bits del convertidor, por sí solo, no describe la resolución de fuerza utilizable.
Deje margen para la señal que la tara no elimina
El peso del dispositivo de ensayo y la precarga siguen generando una señal de puente después de poner a cero la fuerza indicada. Averigüe en qué punto se resta el cero. Si se hace después de la etapa de ganancia analógica, no puede evitar que esta se sature.
Compruebe el rango de modo común de la entrada, además del rango diferencial. Una pequeña diferencia entre los dos conductores de señal no significa que sus tensiones individuales estén próximas a la referencia del amplificador. El cableado y la alimentación propuestos deben mantener ambas dentro de los límites de funcionamiento documentados.
Para fuerzas bidireccionales, confirme que toda la cadena admite ambas polaridades. Una entrada receptora unipolar necesita una conversión adecuada si se requiere medir fuerza negativa. Documente la convención de signos y compruébela con una dirección de carga conocida, en vez de corregirla informalmente en el software posterior.
Elija la respuesta según el evento, no según la pantalla
Una medición lenta de fuerza mantenida y un breve evento de prensado exigen prestaciones distintas a la electrónica. Especifique la duración del evento y el resultado necesario: fuerza estabilizada, pico, cruce de umbral o curva de fuerza. Solicite después la respuesta del amplificador con los filtros previstos activados.
Pruebe el dispositivo de adquisición con la frecuencia de muestreo prevista y un filtrado antialias adecuado. Un ADC rápido no puede recuperar un pico que un acondicionador lento ya ha eliminado. A su vez, un ancho de banda excesivo puede dejar pasar ruido irrelevante para una medición lenta.
Una forma de onda recortada ha perdido información. Si la curva se aplana en un valor fijo, examine los rangos de entrada y salida sin procesar antes de aceptar el pico indicado. No aumente el promediado digital para que el recorte parezca una meseta de fuerza estable.
Distinga un amplificador de fuerza de un transmisor cómodo de utilizar
Un transmisor de pesaje puede servir para una medición lenta, pero su formato de salida no demuestra sus prestaciones para un ensayo de fuerza. Por ejemplo, MV-WI0014 tiene un rango de sensibilidad de entrada publicado de 1-3 mV/V. Este rango no cubre la salida nominal de 0.5 mV/V de la versión de 1 kg de MV-LC0190.
No considere ese ejemplo una combinación compatible ni suponga que un ajuste no especificado resolverá la incompatibilidad. La comparación de transmisores de pesaje describe los límites documentados de los modelos disponibles. Si no se documentan el ancho de banda para el evento de fuerza o las prestaciones de ruido, solicítelos antes de seleccionar el equipo.
Preguntas sobre la especificación del amplificador
P1. ¿Es la máxima ganancia el ajuste más sensible?
Aumenta la variación de salida para una entrada dada, pero también reduce el margen antes de la saturación y amplifica el desplazamiento del cero y el ruido. Elija la ganancia después de calcular todo el intervalo de entrada posible y verifique el menor cambio de fuerza útil con los ajustes reales de adquisición.
P2. ¿Puede una calibración cubrir un ajuste diferente del filtro?
El factor de escala para una carga estacionaria puede seguir siendo aplicable, aunque cambie la medición dependiente del tiempo. Vuelva a comprobar la estabilización, la captura de picos o el instante de cruce del umbral cuando el filtrado afecte al resultado utilizado por la máquina.
P3. ¿Qué debería acompañar una consulta sobre un amplificador?
Indique modelo del sensor y salida calibrada, excitación requerida, precarga, fuerzas útiles máxima y mínima, duración del evento, longitud del cable y entrada receptora. Si dispone de ella, envíe una curva de fuerza representativa mediante la página de contacto de METRAVON; ayudará a distinguir un problema de rango de uno de respuesta.
Resumen
Calcule primero la señal de entrada y el margen antes de la saturación; compare después el ruido y la respuesta bajo condiciones definidas. Verifique el evento de fuerza en la instalación hasta el dispositivo receptor. Ni una ganancia elevada ni un ADC con muchos bits demuestran que se disponga del resultado de fuerza necesario.
