การเลือกแอมพลิไฟเออร์เซนเซอร์แรง: ช่วงอินพุต สัญญาณรบกวน และการตอบสนองต่อพีก

การเลือกแอมพลิไฟเออร์เซนเซอร์แรงต้องสมดุลระหว่างการวัดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยกับการรองรับสัญญาณสูงสุดที่อาจเกิดขึ้น เกนต่ำเกินไปทำให้ใช้ช่วงอินพุตของอุปกรณ์รับสัญญาณได้ไม่เต็มที่ ส่วนเกนสูงเกินไปอาจทำให้สัญญาณจากแรงพรีโหลด ออฟเซ็ตศูนย์ หรือพีกแรงถูกตัดยอด เริ่มจากเอาต์พุตบริดจ์จริงและความเร็วในการวัดที่ต้องการ แล้วประเมินแอมพลิไฟเออร์ร่วมกับอินพุตของอุปกรณ์เก็บข้อมูล

คำนวณสัญญาณก่อนเปรียบเทียบสเปกแอมพลิไฟเออร์

สำหรับบริดจ์สเตรนเกจ เอาต์พุตเต็มสเกลพิกัดในหน่วยมิลลิโวลต์เท่ากับความไวในหน่วย mV/V คูณด้วยแรงดันกระตุ้นในหน่วยโวลต์ ใช้ความไวของพิกัดที่สั่งซื้อ อย่าสมมติว่าทุกรุ่นในตระกูลผลิตภัณฑ์มีค่าเดียวกัน

ข้อมูลในสเปก MV-LC0190 ระบุความไว 0.5 ±0.1 mV/V สำหรับรุ่น 1 kg และ 1.0 ±0.2 mV/V สำหรับรุ่น 5, 20 และ 50 kg ช่วงแรงดันกระตุ้นที่แนะนำคือ 4-12 VDC ตรวจสอบข้อมูลสอบเทียบของอุปกรณ์ที่ได้รับก่อนกำหนดตัวคูณแปลงค่าขั้นสุดท้าย

ตัวอย่างเช่น รุ่น 1 kg ที่ใช้แรงดันกระตุ้น 8 V จะมีเอาต์พุตเต็มสเกลพิกัด 4 mV การเปลี่ยนแปลงเท่ากับ 1% ของโหลดพิกัดให้สัญญาณเพียง 40 ไมโครโวลต์ตามค่าพิกัด นี่เป็นการคำนวณสัญญาณ ไม่ใช่การอ้างว่าระบบทั้งหมดวัดการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวได้อย่างแม่นยำ สัญญาณรบกวน การดริฟต์ของออฟเซ็ต และผลจากกลไกที่ติดตั้งต้องต่ำพอสำหรับการตัดสินใจที่ต้องการ

การเลือกแอมพลิไฟเออร์เซนเซอร์แรง: เปรียบเทียบสเปกที่มีผลต่อการใช้งาน

สัญญาณรบกวนอ้างอิงด้านอินพุตคือการแสดงสัญญาณรบกวนของแอมพลิไฟเออร์เป็นสัญญาณเทียบเท่าที่อินพุต ต้องใช้ร่วมกับแบนด์วิดท์ที่ระบุ อย่าเปรียบเทียบค่า RMS โดยตรงกับค่าพีกถึงพีกที่ใช้เงื่อนไขคนละแบบ จำนวนบิตของตัวแปลงเพียงอย่างเดียวไม่ได้บอกความละเอียดแรงที่ใช้งานได้จริง

เผื่อช่วงสำหรับสัญญาณที่การหักน้ำหนักภาชนะไม่ได้กำจัด

น้ำหนักชุดจับยึดและแรงพรีโหลดยังสร้างเอาต์พุตบริดจ์ แม้ตั้งค่าแรงที่แสดงเป็นศูนย์แล้วก็ตาม ตรวจสอบว่าการลบศูนย์เกิดขึ้นที่จุดใด หากเกิดหลังภาคขยายแอนะล็อก ก็ไม่อาจป้องกันภาคขยายนั้นอิ่มตัวได้

ตรวจสอบช่วงแรงดันโหมดร่วมของอินพุตควบคู่กับช่วงดิฟเฟอเรนเชียล ผลต่างแรงดันเล็กน้อยระหว่างสายสัญญาณสองเส้นไม่ได้หมายความว่าแรงดันของแต่ละเส้นอยู่ใกล้จุดอ้างอิงของแอมพลิไฟเออร์ รูปแบบการเดินสายและแหล่งจ่ายที่เสนอจะต้องรักษาแรงดันทั้งสองให้อยู่ในขีดจำกัดการทำงานที่ระบุ

สำหรับแรงสองทิศทาง ให้ยืนยันว่าเส้นทางสัญญาณทั้งหมดรองรับทั้งสองขั้ว หากต้องวัดแรงค่าลบ อินพุตรับสัญญาณขั้วเดียวต้องมีรูปแบบแปลงสัญญาณที่เหมาะสม บันทึกข้อตกลงเครื่องหมายและตรวจสอบด้วยทิศทางลงแรงที่ทราบ อย่าแก้เครื่องหมายในซอฟต์แวร์ปลายทางโดยไม่มีการกำหนดอย่างเป็นทางการ

เลือกการตอบสนองตามเหตุการณ์ ไม่ใช่ตามหน้าจอ

การวัดแรงยึดค้างแบบช้าและเหตุการณ์กดช่วงสั้นต้องการสมรรถนะอิเล็กทรอนิกส์ต่างกัน ระบุระยะเวลาของเหตุการณ์และผลลัพธ์ที่ต้องการ ได้แก่ แรงหลังเข้าสู่ค่าคงที่ ค่าพีก การผ่านค่าเกณฑ์ หรือกราฟแรงตามเวลา จากนั้นขอข้อมูลการตอบสนองของแอมพลิไฟเออร์โดยเปิดฟิลเตอร์ตามที่เสนอ

ทดสอบอุปกรณ์เก็บข้อมูลที่อัตราสุ่มตัวอย่างตามแผน และใช้ฟิลเตอร์ป้องกันแอลิแอสที่เหมาะสม ADC ที่เร็วไม่อาจกู้พีกที่เครื่องปรับสภาพสัญญาณที่ตอบสนองช้ากำจัดไปแล้ว ในทางกลับกัน แบนด์วิดท์กว้างเกินไปอาจรับสัญญาณรบกวนที่ไม่เกี่ยวข้องกับการวัดแบบช้า

รูปคลื่นที่ถูกตัดยอดสูญเสียข้อมูลไปแล้ว หากกราฟราบลงที่ค่าคงที่ ให้ตรวจสอบช่วงอินพุตดิบและเอาต์พุตก่อนยอมรับค่าพีกที่รายงาน อย่าเพิ่มการเฉลี่ยดิจิทัลเพื่อให้การตัดยอดดูเหมือนช่วงแรงคงที่ที่นิ่ง

แยกแอมพลิไฟเออร์วัดแรงออกจากทรานสมิตเตอร์ที่ใช้งานสะดวก

ทรานสมิตเตอร์ชั่งน้ำหนักอาจเหมาะกับการวัดแบบช้า แต่รูปแบบเอาต์พุตไม่ได้ยืนยันว่าสมรรถนะเหมาะกับการทดสอบแรง ตัวอย่างเช่น MV-WI0014 มีช่วงความไวอินพุตที่เผยแพร่ไว้ 1-3 mV/V ช่วงนี้ไม่ครอบคลุมเอาต์พุตพิกัด 0.5 mV/V ของ MV-LC0190 รุ่น 1 kg

อย่าถือว่าตัวอย่างนี้เป็นอุปกรณ์คู่ที่ใช้งานร่วมกันได้ หรือสมมติว่าการปรับที่ไม่ได้ระบุไว้จะแก้ความไม่สอดคล้องนี้ได้ บทความเปรียบเทียบทรานสมิตเตอร์ชั่งน้ำหนัก อธิบายขีดจำกัดที่มีเอกสารรองรับของรุ่นทรานสมิตเตอร์ที่มีให้เลือก หากไม่มีข้อมูลแบนด์วิดท์สำหรับเหตุการณ์แรงหรือสมรรถนะด้านสัญญาณรบกวน ให้ขอข้อมูลก่อนเลือก

คำถามเกี่ยวกับสเปกแอมพลิไฟเออร์

Q1. เกนสูงสุดเป็นค่าตั้งที่ไวที่สุดหรือไม่?

เกนสูงขึ้นทำให้เอาต์พุตเปลี่ยนมากขึ้นสำหรับอินพุตเท่าเดิม แต่ลดช่วงเผื่อและขยายทั้งออฟเซ็ตกับสัญญาณรบกวน เลือกเกนหลังคำนวณขอบเขตอินพุตทั้งหมด แล้วตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงแรงเล็กที่สุดที่มีประโยชน์ด้วยค่าตั้งการเก็บข้อมูลจริง

Q2. การสอบเทียบครั้งเดียวใช้กับค่าตั้งฟิลเตอร์ที่ต่างกันได้หรือไม่?

ตัวคูณแปลงค่าสำหรับโหลดคงที่อาจยังใช้ได้ แต่การวัดที่ขึ้นกับเวลาอาจเปลี่ยนไป ตรวจสอบการเข้าสู่ค่าคงที่ การจับพีก หรือเวลาผ่านค่าเกณฑ์อีกครั้งทุกครั้งที่ฟิลเตอร์ส่งผลต่อค่าที่เครื่องจักรนำไปใช้

Q3. ควรแนบข้อมูลใดเมื่อสอบถามแอมพลิไฟเออร์?

ระบุรุ่นเซนเซอร์และเอาต์พุตตามข้อมูลสอบเทียบ แรงดันกระตุ้นที่ต้องการ แรงพรีโหลด แรงสูงสุดและต่ำสุดที่ต้องการวัด ระยะเวลาเหตุการณ์ ความยาวสาย และอินพุตฝั่งรับ หากมี ให้ส่งกราฟแรงตัวอย่างผ่านหน้าติดต่อ METRAVON เพื่อช่วยแยกปัญหาช่วงสัญญาณออกจากปัญหาการตอบสนอง

สรุป

คำนวณสัญญาณอินพุตและช่วงเผื่อก่อน แล้วเปรียบเทียบสัญญาณรบกวนและการตอบสนองภายใต้เงื่อนไขที่ระบุ ตรวจสอบเหตุการณ์แรงในสภาพติดตั้งจริงตลอดถึงอุปกรณ์รับสัญญาณ ทั้งเกนสูงและจำนวนบิต ADC สูงต่างก็ไม่ได้พิสูจน์ว่าจะได้ผลการวัดแรงตามที่ต้องการ