Do czego służą przetworniki siły i gdzie się je wykorzystuje

Zadaniem przetwornika jest przekształcenie danej wielkości w inną, według określonych zależności między nimi oraz z pewną dokładnością. Przetworniki są wykorzystywane w układach z czujnikami – zwykle sygnał z czujnika ma zbyt słabą moc, by komunikować się z innymi urządzeniami pomiarowymi. Dzięki przetwornikowi zostaje on przekształcony do postaci i wartości, która jest użyteczna w dalszym procesie przetwarzania. Chodzi tu o przekształcenie wartości fizycznych na wielkości elektryczne, takie jak np. natężenie prądu lub napięcie elektryczne.

Tensometry

Tensometr to przetwornik siły. Można go również stosować do przetwarzania takich wartości jak ciśnienie, przyspieszenie i masa. Niewiele osób wie, że czujniki tensometryczne są podstawowymi elementami każdej wagi elektronicznej, a także urządzeń służących do pomiaru sił ściskających, różnego rodzaju naprężeń oraz sił rozciągających. Tensometry stają się niezbędne, gdy zachodzi konieczność dokonywania pomiarów wagowych.

Czujniki przetwornika siły umieszczane są pod podporami zbiornika lub platformy najazdowej. W połączeniu z innymi urządzeniami, możliwe jest przekształcanie otrzymanych wartości na inne oraz efektywne dozowanie surowców i wiele innych działań, niemożliwych do prawidłowego wykonania bez precyzyjnego pomiaru.

Dokładny pomiar

Jaki przetwornik zastosować?

O zastosowaniu danego przetwornika decydują warunki dokonywania pomiaru oraz to, jaki materiał ma być użyty, w jakiej temperaturze , a także jaki jest kształt elementu, co do którego dokonywany jest pomiar. Bardzo często wykorzystywane są tensometry oporowe – używa się ich zarówno  do pomiarów laboratoryjnych, jak i użytkowych.

Przetworniki oporowe cechuje duża czułość i dokładność. Poza tym urządzenia tego typu są bardzo małe, a przy tym odporne na drgania i wstrząsy. Pracują one w wysokich temperaturach i ciśnieniach, istnieje również możliwość umieszczania ich na zakrzywionych powierzchniach.

Wybierajmy zawsze urządzenia dostosowane ilością funkcji i precyzją pomiaru do naszych wymagań. Wówczas nie wydamy pieniędzy zupełnie niepotrzebnie. Rozbieżność cenowa przetworników siły jest dość duża, tak jak przy innych tego typu urządzeniach- Doradza przedsiębiorstwo Spais producent przetworników siły z Niedźwiedników. 

Przetwornik

Zasada działania tensometru

Całą zasada działania przetwornika oporowego, oparta jest o właściwości fizyczne drutu metalowego. Chodzi tu konkretnie o zmianę jego rezystancji elektrycznej oraz zmianę długości. Drut oporowy jest naklejany za pomocą specjalnego kleju na element odkształcający się pod wpływem sił, które w danym momencie na niego działają. I tak materiał oporowy czujnika ulegnie identycznym odkształceniom co element, na którym znajduje się dany czujnik.

Oczywiście technologia klejenia i użyte do tego celu materiały również nie są bez znaczenia – to od nich zależą dokładność i stabilność czujników. To od kształtu ułożenia elementu oporowego zależy typ urządzenia

  • tensometry wężykowe, gdzie drut rezystancyjny o niewielkiej średnicy (zwykle są to ułamki mm) jest uformowany w kształt wielokrotnego wężyka;
  • tensometr kratowy – w tym przypadku poszczególne druciki ułożone są równolegle i połączone grubymi odcinkami miedzianej taśmy; natomiast
  • tensometry foliowe (te stosuje się najczęściej ze względu na ich niewątpliwe zalety) – składają się z foliowej siatki rezystancyjnej ułożonej wężykowo, która jest sklejona specjalnym klejem, z podkładką nośną. Ostatnim typem tensometra można mierzyć zarówno małe siły o natężeniu kilku niutonów, jak i ogromne  siły, liczone w  dziesiątkach kiloniutonów.

Oprogramowanie przetworników

Oprogramowanie przetworników siły

Dzięki oprogramowaniu możemy odczytywać mierzone wartości, dokonywać zapisów pomiaru do plików, a także umieszczać je na wykresie. Możliwe jest również jednoczesne mierzenie sił ściskających, jak i rozciągających czujnik.

Dzięki oprogramowaniu możliwa jest również automatyczna kalibracja zastosowanego czujnika – bywa, że stała 2mV/V, która jest podawana często w tańszych czujnikach, jest obarczona pewnym błędem, w stosunku do rzeczywistych wartości. Dlatego też najlepiej wybierać urządzenia podające wartości z dokładnością do 4 miejsc po przecinku. Wówczas użytkownik nie musi kalibrować urządzenia ręcznie – do tego zawsze potrzebna jest siła wzorcowa, więc jest to spore ułatwienie.

Przetworniki siły pozwalają na dużą precyzję pomiaru, tworzenie gotowych zestawień oraz pracę na bardziej czytelnych danych. To bardzo ważne, ponieważ w przypadku pomiaru siły potrzeba dużej precyzji – zwłaszcza w rozwiązaniach architektonicznych, mechanicznych, czy podczas pracy w laboratoriach.