Struttura interna e principio di funzionamento del sensore di pesatura/tensione

Struttura interna e principio di funzionamento del sensore di pesatura/tensione

Un sensore di pesatura è un dispositivo utilizzato per misurare la forza.Il sensore di pesatura dello strain gauge è uno dei tipi più comuni utilizzati per misurare il pesoIn questo articolo verrà presentato il principio di funzionamento dei sensori di pesatura e le loro varie specifiche.

*Cosa è un sensore di pesatura?*

Un sensore di pesatura è un tipo di trasduttore di forza.un sensore di pesatura converte la forza in una tensione che può essere letta da apparecchiature elettronicheIl sensore di pesatura più utilizzato nella vita quotidiana è il tipo di strain gauge, presente in quasi tutti gli apparecchi che misurano il peso.

** Come funziona un sensore di pesatura? **

Un sensore di pesatura contiene un materiale resistivo estremamente sottile attaccato a un substrato flessibile.costringendo anche il materiale resistivo a deformarsiCome le dimensioni delle tracce resistive cambiano, la loro resistenza elettrica cambia anche.

Tuttavia, la variazione della resistenza è molto piccola rispetto alla resistenza totale originaria del materiale, in genere dell'ordine di 1:100Questo rende molto difficile misurare direttamente la resistenza assoluta. Pertanto, il materiale resistivo sul substrato flessibile è organizzato in una struttura di circuito chiamata ponte di Wheatstone.Il ponte di Wheatstone (dal nome del suo promotore, Charles Wheatstone) è una disposizione a forma di diamante di resistori, con un resistore su ciascun lato, come mostrato nella figura seguente:

Una tensione di eccitazione viene applicata su una coppia di angoli opposti della forma del diamante, e il segnale di tensione di uscita può essere letto dall'altra coppia.tutte le resistenze hanno lo stesso valore. Ogni "pietra" del ponte Wheatstone agisce come un divisore di tensione resistiva. Poiché tutte le resistenze sono uguali, la tensione di uscita da ciascuna gamba è anche uguale meaning il differenziale di uscita è 0V,come i punti di uscita sono al punto medio di ciascun divisoreQuando viene applicata una forza esterna, la resistenza di uno dei resistori cambia, alterando la tensione attraverso quella gamba.

** Come usare un sensore di pesatura? **

La tensione di uscita di un sensore di pesatura è molto piccola e proviene da una fonte ad alta impedenza (cioè i divisori resistivi).Il condizionamento del segnale è essenziale.Il circuito di condizionamento del segnale deve avere un'impedenza di ingresso elevata per evitare di caricare i divisori.un elevato rapporto di rigetto a modalità comune perché la tensione assoluta su ciascuna gamba è pari alla metà della tensione di eccitazioneQuesto richiede l'uso di un amplificatore di strumentazione, che soddisfi tutti i criteri sopra indicati.La figura seguente mostra un circuito di esempio che utilizza un amplificatore di strumentazione AD620 con un guadagno di 100, il che significa che per ogni 1mV di tensione di ingresso, l'uscita sarà di 100mV. Ad esempio, se l'uscita a scala completa del ponte è di ± 25mV, l'uscita dell'amplificatore sarà di ± 2,5V.

** Sensori di pesatura digitali**

Per superare le sfide tecniche associate all'utilizzo di sensori di pesatura analogici, possono essere selezionati sensori di pesatura digitali con interfacce come UART e RS485.Questi sensori supportano il protocollo di comunicazione standard MODBUS-RTU, che consente una facile connessione a dispositivi quali PLC, computer, moduli di visualizzazione e unità di trasmissione dati wireless.