Le celle a tensione sono critiche per misurare le forze di trazione in varie applicazioni.

Qui a Morehouse, calibriamo molte celle di tensione da varie capacità.

Uno degli aspetti più essenziali di queste calibrazioni è assicurarsi che vengano utilizzati gli adattatori appropriati.

Il nostroE-booke altriDocumentiIn questo caso, si tratta di un esempio.

Dopo aver concordato il metodo appropriato per la calibrazione e gli adattatori utilizzati per la calibrazione, è essenziale comprendere le equazioni utilizzate per caratterizzare il loro comportamento.

Questa è una comprensione di base delle equazioni della cella di carico della tensione e di come vengono utilizzate per tradurre l'output della cella di carico in precise misurazioni di forza.

Le basi dell'output della cella di carico

Al suo nucleo, una cella di carico di tensione converte la forza meccanica in un segnale elettrico.

Come la cella di carico è allungato, strain gauges all'interno del dispositivo sperimentano un cambiamento di resistenza.

Questo cambiamento è tipicamente misurato come una tensione di uscita, spesso espressa in millivolt per volt (mV/V).

Equazione della cella di tensione- Approximation lineare

Il modo più semplice per relazionare l'output di una cella di carico alla forza applicata è attraverso un'equazione lineare:

Forza = m * Risposta + b

Dove:

• La forza è la tensione applicata in unità come lbf o N.
• La risposta è l'output della cella di carico in mV/V
• m è la pendenza (sensibilità)
• b è l'intersezione y (spesso vicino a zero per sistemi ben zeroed)

Questa approssimazione lineare funziona bene per molte applicazioni, principalmente quando la cella di carico è utilizzata all'interno di una gamma ristretta o dove il dispositivo potrebbe non aver bisogno di essere migliore di 0.2 % della produzione a scala completa della cella di carico.

Quando si vuole massimizzare le prestazioni della loro cella di carico, queste lievi nonlinearità non caratterizzeranno al meglio le prestazioni.E le equazioni più complesse saranno spesso necessarie per meglio di 0.Il video è stato pubblicato su YouTube.

Nota: stiamo presentando questo in termini generali come alcune celle di carico possono essere molto lineari dove l'equazione lineare può essere utilizzata.

Equazioni polinomicali per accuratezza aumentata

To account for nonlinearities, calibration labs may report polynomial equations to characterize load cells.

Gli standard ASTM E74 e ISO 376 hanno criteri specifici per generare queste equazioni polinomiali.

Una forma comune è:

Risposta = A0 + A1 * Forza + A2 * Forza2 + A3 * Forza3

Where A0, A1, A2, and A3 are coefficients determined during calibration. Dove A0, A1, A2, and A3 sono coefficienti determinati durante la calibrazione.

Questa equazione ci permette di prevedere la risposta della cella di carico a qualsiasi forza data all'interno del suo range calibrato.

Forza = B0 + B1 * Risposta + B2 * Risposta2 + B3 * Risposta3

I coefficienti (B0, B1, B2, B3) sono diversi dai coefficienti A e sono calcolati per minimizzare gli errori quando si convertono da risposta a forza.

Il significato dei coefficienti

Ogni coefficiente in queste equazioni polinomicali serve a uno scopo specifico:

• A0 o B0: rappresenta l'offset o il punto zero
• A1 o B1: Relates to the linear sensitivity of the load cell (Relate alla sensibilità lineare della cella di carico)
• A2 o B2: Accounts for quadratic nonlinearity
• A3 o B3: indirizza la nonlinearità cubica

Figura 1 Equazione della cella di carico di tensione polinomicale di secondo grado

Termini di ordine superiore (4o o 5o grado) possono essere utilizzati per caratterizzare con precisione le celle di carico ad alta risoluzione.

Questi termini sono stati discussi nel nostro e-book, e lo standard ISO 376 limita l'uso di un'equazione polinomicale a 3rdOrdine.

Equazione della cella di carico di tensione - Applicazione pratica

Quando la calibrazione viene eseguita secondo ASTM E74 o ISO 376, si riceverà un certificato di calibrazione con questi coefficienti quando si utilizza una cella di carico di tensione calibrata.

Per determinare la forza per un dato output:

1. Measure the load cell's output in mV/V
2. Plug this value into the Force equation using the provided B coefficients Inserire questo valore nell'equazione della forza usando i coefficienti B forniti
3. Calculate the result to obtain the applied force Calcolare il risultato per ottenere la forza applicata

Invece, se avete bisogno di sapere quale output aspettarvi per una forza target, usate l'equazione di risposta con i coefficienti A.

Equazione della cella di carico di tensione - conclusione

In conclusione, comprendere le equazioni delle celle di carico di tensione può aiutarti a caratterizzare meglio le tue celle di carico, che possono ridurre l'incertezza complessiva delle misurazioni che fai.

Questa incertezza di misurazione inferiore migliorerà l'accuratezza delle tue misurazioni.

Queste equazioni di tensione della cella di carico, che siano lineari o polinomiali, svolgono un ruolo fondamentale nel tradurre l'output elettrico di una cella di carico in forze precise.

L'approssimazione lineare fornisce un metodo semplice per molte applicazioni, mentre le equazioni polinomicali offrono una maggiore accuratezza, tenendo conto delle non linearità inerenti al comportamento delle celle di carico.

I laboratori di calibrazione che aderiscono a standard di calibrazione come ASTM E74 o ISO 376, che definiscono l'uso di queste equazioni, spesso caratterizzano meglio le prestazioni attese della cella di carico.Permette di avere più fiducia nelle prestazioni delle cellule di carico.