Як підібрати тензометричні датчики для автомобільних ваг
Функціонально тензометричні датчики призначені для перетворення механічних деформацій в електричний сигнал. Тензодатчики — один з основних елементів силовимірювальних, вагодизуючих пристроїв і ваг, зокрема автомобільних.
Максимальне навантаження та точність тензометричних датчиків
Під терміном «максимальне питоме навантаження» тензометричного датчика розуміють суму ваги продукту, вагомої конструкції та додаткових навантажень. До останніх відносяться вітрові навантаження, ймовірність зміщення вантажу, а також динамічне навантаження. Розрахункове максимальне питоме навантаження має не перевищувати найбільший поріг дозування (НПД), що вказуються у технічному паспорті тензодавача.
При розгляді такого параметра тензодатчиків, як точність, важливо розрізняти два поняття: дискретність відліку та ціна перевірочного поділу. Похибка вимірювання залежить від навантажувальної кривої тензометричного датчика та відношенням навантаження до деформації.
Похибку не більше 0,03% дають тензометричні датчики автомобільних ваг типу С3. Якщо система функціонуватиме з кількома тензодавачами, точність підвищується в N разів. У цьому випадку під параметром N розуміють кількість тензометричних датчиків.
Приклад розрахунку номінального навантаження тензометричних датчиків автомобільних ваг
Завдання даного розрахунку — оцінка реального навантаження, яке виникатиме на кожній точці тензометричних датчиків ваги з урахуванням екстремальних ситуацій.
Перше, що потрібно зробити — визначити «мертве навантаження», тобто, вагу вимірювальної системи з усіма комплектуючими. Параметр «вага продукту» залежить від того, який автомобільний транспорт зважуватиметься. Вага брутто = вага продукту + власна вага.
N — кількість опор, на яких розміщується вагова платформа. Найчастіше автомобільні ваги мають від 4 до 10 опор. Для розрахунку теоретичного навантаження вагу брутто поділяють на кількість опор (N). Тензометричні датчики автомобільних ваг підбираються так, щоби номінальне навантаження перевищувало теоретичне.
Номінальне навантаження тензодатчика = k x вага брутто / N. k є коефіцієнтом безпеки та встановленим значенням у межах від 1.25 до 3. Це число у формулі збільшує номінальне навантаження тензометричних датчиків автомобільних ваг на 25-150% з урахуванням факторів додаткового навантаження. До останніх відносять вібрації, вітрове навантаження та асиметрії. Наприклад, для розрахунку платформних терезів на 4 тензодатчиках використовують коефіцієнт k=1.8, для мостових терезів для зважування вантажного транспорту на 6 або 8 тензодатчиках k=2-3.
Зауважте, що якщо на «мертве навантаження» припадає понад 50% повної маси, запас міцності рекомендується збільшити на коефіцієнт k=2-3.
Захист тензометричних датчиків ваги від впливу навколишнього середовища
При виборі тензометричних датчиків автомобільних ваг важливо враховувати умови експлуатації. Ступінь захисту тензодатчика має міжнародне маркування IP. Для безпечної та тривалої експлуатації тензодавача в агресивних середовищах з високим рівнем запиленості IP має бути не нижче 67.
За наявності постійної вологості рекомендується вибирати тензометричні датчики Keli із нержавіючої сталі. Нікельована сталь та алюміній менш стійкі до агресивних середовищ. Ступінь захисту тензометричних датчиків ваги багато в чому залежить від типу корпусу. Найбільш надійними вважаються герметично закриті тензометричні датчики Keli зі звареним корпусом. Спеціальні вимоги до тензометричних датчиків ваги пред'являються в кліматичних зонах з сильними вітрами і сейсмоактивних зонах.
Послідовність вибору тензодатчика Keli
Визначте тип тензометричного датчика Keli та розрахуйте номінальне навантаження. Оцініть експлуатаційні умови та можливі зміни, наприклад, кліматичні протягом року.
При установці тензодатчика Keli забезпечте наявність чистої, рівної, твердої та міцної поверхні. Також заборонено здійснювати зварювальні роботи поблизу тензометричних датчиків ваги.
