Основы измерения силы, линейных перемещений, скорости вращения и потока

Датчики силы

 
Измерительный диапазон:
Диапазон нагрузок, в котором сохраняется заявленная погрешность датчика.

Номинальная нагрузка:
Номинальная нагрузка — это верхний предел диапазона измерения датчика. В зависимости от типа датчика, номинальной нагрузкой может быть сила сжатия или растяжения.

Рабочая нагрузка:
Это нагрузка, которую можно применить к датчику в пределах его номинального диапазона, без ухудшения характеристик датчика. Диапазон рабочей нагрузки рекомендуется использовать только в исключительных случаях.

Предельная нагрузка:
Это максимальная допустимая нагрузка, которую можно применить к измерительному элементу без угрозы его повреждения. При достижении предельных нагрузок, точность измерений датчика может значительно отличаться от заявленной.

Разрушающая нагрузка:
Это такая нагрузка, которая приводит к деформации или разрушению датчика.

Максимальная динамическая нагрузка:
Расчётная сила относительно колебательной амплитуды синусоидально изменяющейся силы, приложенной в направлении измерительной оси сенсора. При постоянном воздействии динамической нагрузки в 107 циклов, не происходит значительных изменений метрологических характеристик датчика.

Ошибка из-за дрейфа:
Максимально допустимое изменение выходного сигнала датчика при постоянной нагрузке и стабильных окружающих условиях за определенный промежуток времени.

Измерение силы сжатия/растяжения

Преобразователи силы ALMEMO® позволяют устанавливать постоянную нагрузку (вес конструкции, масса тары или упаковки) как нулевое значение или как номинальную величину. Величина коррекции будет автоматически высчитываться измерительным прибором ALMEMO®. Все преобразователи силы со встроенным референсным резистором поставляются с ALMEMO® коннектором, который его включает.

Датчики линейных перемещений

В зависимости от задач и условий окружающей среды могут быть использованы различные методы измерений:

Индуктивные датчики линейных перемещений:
Абсолютная точность, высокое разрешение, прочность, устойчивость к ускорениям, невысокая стоимость, помехоустойчивость, хорошая долговременная стабильность, стойкость к воздействию рабочей среды (загрязнения, влажность/сырость), почти бесконтактное измерение, легкий монтаж и обслуживание.

Бесконтактные системы измерения перемещений/смещений с помощью вихревого тока:
Высокая точность, высокое быстродействие, высокое разрешение, стойкость к воздействию рабочей среды (загрязнения, влажность/сырость), помехоустойчивость, температурная стабильность, долговременная стабильность, компактный дизайн, широкий диапазон рабочих температур. Для объектов испытаний, изготовленных из любых видов электропроводных, немагнитных и ферромагнитных материалов.

Бесконтактные индуктивные системы измерения перемещений/смещений:
Точность, температурная стабильность, быстродействие, невысокая стоимость, особенно для ферромагнитных объектов.

Датчики продольного перемещения, основанные на измерениях вихревого тока:
Широкий измерительный диапазон, прочная компактная конструкция, нет механического износа, простота применения, стойкость к сжатию.

Бесконтактные индуктивные оптические системы измерения перемещений/смещений:
Точные направленные измерения, быстродействие, большая дальность измерений. Для любых материалов.

Кабельные датчики линейных перемещений:
Высокая точность, широкий измерительный диапазон, легкий монтаж, невысокая стоимость.

Бесконтактные емкостные оптические системы измерения перемещений/смещений:
Экстраординарная точность, высокая температурная стабильность, быстродействие, высокое разрешение, хорошая долговременная стабильность, простота применения, широкий диапазон рабочих температур. Для электропроводных объектов испытаний из любых металлов, а также для объектов испытаний из диэлектрических материалов.

Потенциометры на основе проводящего пластика:
Высокое разрешение, хорошая линейность, выгодная цена, хорошие коэффициенты температуры и влажности, широкий диапазон рабочих температур.

Измерение перемещения
Все потенциометрические датчики линейных перемещений содержат данные заводской настройки и калибровки, сохраненные в интеллектуальном разъеме ALMEMO^®. Точная настройка датчика может быть произведена по месту, после его установки в рабочее положение и снятия контрольных замеров.

Турбинные расходомеры

Турбинный расходомер содержит вращающуюся крыльчатку (турбинку), которая начинает вращаться при наличии потока. В отличие от оптического метода, этот метод также применим в мутных и непрозрачных жидкостях. Скорость вращения турбинки пропорциональна интенсивности потока. Электрический выходной сигнал формируется двумя различными методами:

Индуктивный бесконтактный выключатель:
Лопасти ротора снабжены специальными стальными наконечниками, которые, при вращении ротора, пересекают витки катушки преобразователя, генерируя в них пульсирующий ток.

Датчик Холла:
Ротор оснащен постоянными магнитами, установленными на лопастях рабочего колеса. Рабочее колесо вращается потоком воды. При вращении рабочего колеса постоянные магниты изменяют напряжённость магнитного поля датчика Холла, который выдаёт два импульса за оборот колеса. Встроенная электроника преобразовывает сигнал от датчика Холла в импульсный электрический выходной сигнал.

Для непрерывного измерения скорости потока жидкости, а также для задач, связанных с дозированной подачей жидкостей ассортимент датчиков ALMEMO^® включает турбинные расходомеры для различных диапазонов измерений и условий эксплуатации:

• Радиальные турбинные расходомеры для интенсивных потоков жидкости;
• Осевые турбинные расходомеры с вращающейся турбинкой для слабых потоков жидкости;

Оптические измерители скорости вращения

Метод оптического отражения является самым применяемым для измерения частоты вращения валов, колес, вращающихся лопастей и т.п.
У фотоэлектрических датчиков с обратным отражением, оптический излучатель и приемник расположены в одном корпусе. Оптический луч от излучателя отражается поверхностью расположенного напротив объекта и улавливается приемником. Датчик срабатывает, когда количество отраженного света, регистрируемого приемником, превышает заданный, регулируемый предел. Количество отраженного света зависит от размера и отражающей способности объекта. Для увеличения дальности действия датчика и уменьшения количества ложных срабатываний, используется специальная отражающая (световозвращающая) самоклеющаяся пленка, поставляемая в комплекте.

Датчики скорости вращения ALMEMOR могут применяться двумя различными способами:

Фотоэлектрический датчик с обратным отражением (DIN EN 60947: Тип D)
Обнаруживает только непрозрачные объекты.
Чувствительность датчика зависит от отражающей способности объекта, т.e. от качества поверхности и её цвета. Датчик очень чувствителен к загрязнению поверхности объекта и изменениям освещенности объекта (дневной и искусственный свет).
Эти факторы, в значительной степени, компенсируются посредством регулировки чувствительности датчика. Благодаря наличию в одном корпусе приемника и излучателя оптического сигнала, датчик легко и быстро монтируется и, в большинстве случаев, не требует длительной, тщательной настройки.

Отражательный световой барьер (DIN EN 60947: Тип R)
Световозвращающие отражатели отличаются увеличенной дальностью действия и стойкостью к ложным срабатываниям из-за “оптического шума”. Благодаря высокой помехозащищенности, стабильно работают в тяжёлых условиях эксплуатации, например, при наружном применении или в загрязнённой рабочей среде.