Английский
Китайский
Испанский
Португальский
Французский
Немецкий
Индонезийский
Тайский
Вьетнамский
Арабский
Итальянский
Турецкий
Польский
Японский
При выборе усилителя датчика силы нужно одновременно обеспечить измерение малых изменений и передачу наибольшего возможного сигнала без ограничения. При слишком малом усилении входной диапазон приемного устройства используется не полностью; при слишком большом ограничиваются сигналы от предварительной нагрузки, смещения нуля или пика силы. Начните с фактического выхода моста и требуемого быстродействия, затем оцените усилитель вместе со входом системы сбора данных.
Рассчитайте сигнал перед сравнением характеристик усилителей
Для тензометрического моста номинальный выход при полной нагрузке в милливольтах равен чувствительности в mV/V, умноженной на напряжение питания моста в вольтах. Используйте чувствительность исполнения с заказанной номинальной нагрузкой, а не предполагаемое значение для всего семейства.
В спецификации MV-LC0190 указаны 0.5 ±0.1 mV/V для 1 kg и 1.0 ±0.2 mV/V для исполнений на 5, 20 и 50 kg. Рекомендуемый диапазон питания моста — 4-12 VDC. При окончательной настройке коэффициента преобразования проверьте калибровочные данные поставленного экземпляра.
Для примера: у исполнения на 1 kg при питании моста 8 V номинальный выход при полной нагрузке составляет 4 mV. При изменении на 1% номинальной нагрузки номинальное изменение сигнала составляет всего 40 микровольт (µV). Это расчет сигнала, а не утверждение, что вся система способна точно измерить такое изменение. Шум, дрейф смещения и влияние механики после монтажа должны быть достаточно малы для принятия нужного решения.
Выбор усилителя датчика силы: какие характеристики сравнивать
| Параметр | Какие данные запросить | Как это влияет на результат |
|---|---|---|
| Входной диапазон | Положительный и отрицательный пределы дифференциального входа с запасом на смещение | Сигнал растяжения/сжатия или предварительной нагрузки может выйти за диапазон, выбранный только для положительной номинальной нагрузки. |
| Шум | Шум, приведенный ко входу, с указанием полосы частот и способа измерения | Без указанной полосы частот шум нельзя надежно сравнить с наименьшим полезным сигналом. |
| Быстродействие | Полоса пропускания, характер установления и настройки включенных фильтров | Стабильное показание может скрывать пропущенный пик или запаздывание управляющего воздействия. |
| Питание моста | Напряжение, допустимая нагрузка источника питания моста и схема обратной связи по напряжению | Выход датчика зависит от напряжения, фактически поданного на его мост. |
| Выход | Диапазон, допустимая нагрузка выхода, опорный потенциал и пределы входа приемного устройства | Сигнал должен оставаться корректным как в усилителе, так и в устройстве сбора данных. |
Шум, приведенный ко входу, выражает собственный шум усилителя как эквивалентный входной сигнал. Рассматривайте его для указанной полосы частот; не сравнивайте значение RMS напрямую с размахом от пика до пика, полученным в иных условиях. Одна лишь разрядность преобразователя не определяет полезное разрешение по силе.
Оставьте запас для сигнала, который тарирование не устраняет
Вес оснастки и предварительная нагрузка продолжают создавать выходной сигнал моста после обнуления показания силы. Выясните, где вычитается нулевое значение. Если после аналогового каскада усиления, это не защитит каскад от насыщения.
Проверьте диапазон синфазного напряжения наряду с дифференциальным диапазоном. Малая разность напряжений между двумя сигнальными проводами не означает, что напряжение каждого из них близко к опорному потенциалу усилителя. Предлагаемая схема соединений и питания должна удерживать оба напряжения в документированных рабочих пределах.
Для измерения силы в обоих направлениях убедитесь, что вся цепь работает с обеими полярностями. Если требуется измерять отрицательную силу, для однополярного приемного входа нужна подходящая схема преобразования. Зафиксируйте правило знаков и проверьте его нагрузкой известного направления, вместо неформальной коррекции знака в последующем ПО.
Выбирайте быстродействие по измеряемому событию, а не по показанию дисплея
Медленное измерение удерживающей силы и короткое событие при прессовании предъявляют разные требования к электронике. Укажите длительность события и требуемый результат: установившуюся силу, пик, пересечение порога или кривую силы. Затем запросите характеристики отклика усилителя с включенными предлагаемыми фильтрами.
Проверьте устройство сбора данных на требуемой частоте дискретизации и используйте подходящий фильтр против наложения спектров. Быстрый ADC не восстановит пик, уже сглаженный медленным преобразователем сигнала. При этом чрезмерно широкая полоса может пропускать шум, несущественный для медленного измерения.
При ограничении формы сигнала часть информации теряется. Если кривая выходит на горизонтальный участок с постоянным значением, проверьте диапазоны необработанных входного и выходного сигналов, прежде чем принимать зарегистрированный пик. Не увеличивайте цифровое усреднение, чтобы ограничение сигнала выглядело как стабильное плато силы.
Отличайте усилитель сигнала датчика силы от удобного по интерфейсу весового преобразователя
Весовой преобразователь может подойти для медленного измерения, но формат его выхода не определяет пригодность для испытания на силу. Например, MV-WI0014 имеет опубликованный диапазон входной чувствительности 1-3 mV/V. Он не охватывает номинальный выход 0.5 mV/V исполнения MV-LC0190 на 1 kg.
Не считайте этот пример совместимой парой и не предполагайте, что неуказанная регулировка устранит несоответствие. Сравнение весовых преобразователей описывает документированные ограничения доступных моделей. Если полоса пропускания для регистрации силовых событий или шумовые характеристики не документированы, запросите их до выбора.
Вопросы о характеристиках усилителя
Вопрос 1. Обеспечивает ли максимальное усиление наибольшую чувствительность?
Оно увеличивает изменение выхода при заданном входном сигнале, но уменьшает запас диапазона и усиливает смещение и шум. Выбирайте усиление после расчета всех возможных входных значений, затем проверьте наименьшее полезное изменение силы при фактических настройках сбора данных.
Вопрос 2. Подойдет ли одна калибровка при другой настройке фильтра?
Коэффициент преобразования для постоянной нагрузки может остаться применимым, но измерения, зависящие от времени, могут измениться. Повторно проверьте установление, регистрацию пика или момент пересечения порога, если фильтрация влияет на результат, используемый машиной.
Вопрос 3. Какие сведения нужны при запросе усилителя?
Укажите модель датчика и его калибровочный выход, требования к питанию моста, предварительную нагрузку, максимальную и минимальную полезную силу, длительность события, длину кабеля и характеристики приемного входа. Если есть типичная кривая силы, отправьте ее через страницу контактов METRAVON: это поможет отличить проблему диапазона от проблемы быстродействия.
Итоги
Сначала рассчитайте входной сигнал и запас диапазона, затем сравните шум и быстродействие в указанных условиях. Проверьте регистрацию силового события установленной системой вплоть до приемного устройства. Ни большое усиление, ни высокая разрядность ADC не доказывают, что требуемый результат измерения силы будет получен.
