Клетки напряженной нагрузки имеют решающее значение для измерения тяговых сил в различных приложениях.

Здесь, в Морхаузе, мы калибрируем множество элементов напряженной нагрузки различной мощности.

Одним из наиболее важных аспектов этих калибровок является обеспечение использования соответствующих адаптеров.

Нашэлектронная книгаи другиедокументыВы говорите о важности адаптеров.

После того, как мы все договорились о правильном методе калибровки и адаптерах, используемых для калибровки, важно понять уравнения, используемые для характеристики их поведения.

Это базовое понимание уравнений нагрузочных элементов напряжения и того, как они используются для перевода выхода нагрузочных элементов в точные измерения силы.

Основы выхода нагрузочных элементов

В его ядре напряженная нагрузка преобразует механическую силу в электрический сигнал.

По мере растяжения нагрузочной ячейки измерители напряжения внутри устройства испытывают изменение сопротивления.

Это изменение обычно измеряется как выходное напряжение, часто выраженное в милливольтах на вольт (mV / V).

Уравнение ячейки напряженной нагрузки- Линейное приближение

Самый простой способ связать мощность ячейки нагрузки с применяемой силой - через линейное уравнение:

Сила = m * Ответ + b

Где:

• Сила - это напряжение в единицах, таких как lbf или N
• Ответ - это выход нагрузочной ячейки в мВ/В
• m - наклон (чувствительность)
• b - y-пересечение (часто близко к нулю для хорошо нулевых систем)

Это линейное приближение хорошо работает для многих приложений, в первую очередь, когда ячейка нагрузки используется в узком диапазоне или когда устройство может не нуждаться в лучшем, чем 0.2 % от полномасштабной мощности нагрузочной ячейки.

Когда кто-то хочет максимизировать производительность своей ячейки нагрузки, эти незначительные нелинейности не будут лучше характеризовать производительность,и более сложные уравнения будут часто необходимы для лучше, чем 00,2% от полной шкалы.

Примечание: мы представляем это в общих терминах, поскольку некоторые ячейки нагрузки могут быть очень линейными, где можно использовать линейное уравнение.

Уравнение ячейки напряженной нагрузки - полиномиальные уравнения для повышения точности

Для учета нелинейности калибровочные лаборатории могут сообщать о полиномиальных уравнениях для характеристики ячеек нагрузки.

Стандарты ASTM E74 и ISO 376 имеют конкретные критерии для генерации этих полиномиальных уравнений.

Обычной формой является:

Ответ = A0 + A1 * Сила + A2 * Сила2 + A3 * Сила3

где A0, A1, A2 и A3 являются коэффициентами, определяемыми во время калибровки.

Это уравнение позволяет нам предсказать реакцию нагрузочной ячейки при любой заданной силе в пределах ее калиброванного диапазона.

Сила = B0 + B1 * Ответ + B2 * Ответ2 + B3 * Ответ3

Коэффициенты (B0, B1, B2, B3) отличаются от коэффициентов A и рассчитываются с целью минимизации ошибок при преобразовании ответа в силу.

Значение коэффициентов

Каждый коэффициент в этих полиномиальных уравнениях служит определенной цели:

• A0 или B0: представляет собой смещение или нулевую точку
• A1 или B1: относится к линейной чувствительности элемента нагрузки
• A2 или B2: Учет квадратной нелинейности
• A3 или B3: обращается к кубической нелинейности

Рисунок 1 Полиномиальное уравнение нагрузочных ячеек 2-й степени

Термины более высокого порядка (4-я или 5-я степень) могут быть использованы для точной характеристики высокоразрешительных элементов нагрузки.

Эти термины обсуждались в нашей электронной книге, и стандарт ISO 376 ограничивает использование полиномиального уравнения до 3rd- По порядку.

Уравнение ячейки напряженной нагрузки - практическое применение

Если калибровка выполняется в соответствии с ASTM E74 или ISO 376, вы получите сертификат калибровки с этими коэффициентами при использовании калиброванной ячейки напряженной нагрузки.

Для определения силы для данного выхода:

1. Измерение мощности нагрузочного элемента в мВ/В
2. Включите это значение в уравнение силы с использованием предоставленных коэффициентов B
3. Вычислить результат для получения применяемой силы

И наоборот, если вам нужно знать, какой выход ожидать от целевой силы, используйте уравнение ответа с коэффициентами А.

Уравнение ячейки напряженной нагрузки - заключение

В заключение, понимание уравнений нагрузочных клеток напряжения может помочь вам лучше охарактеризовать ваши нагрузочные клетки, что может снизить общую неопределенность измерений.

Эта более низкая неопределенность измерения улучшит точность измерений.

Эти уравнения нагрузочных ячеек напряжения, линейные или полиномиальные, играют ключевую роль в преобразовании электрической мощности нагрузочных ячеек в точные силы.

Линейное приближение обеспечивает простой метод для многих приложений, в то время как полиномиальные уравнения обеспечивают повышенную точность, учитывая нелинейности, присущие поведению ячейки нагрузки.

Квалификационные лаборатории, которые придерживаются стандартов калибровки, таких как ASTM E74 или ISO 376, которые определяют использование этих уравнений, часто лучше характеризуют ожидаемую производительность ячейки нагрузки,что позволяет вам иметь больше уверенности в производительности ваших элементов нагрузки.