Тензодатчик - это измерительное устройство, которое преобразует механическую деформацию в электрический сигнал. Под действием веса, силы, давления или натяжения упругий элемент датчика немного деформируется. Вместе с ним изменяется сопротивление закрепленных на нем тензорезисторов.
В промышленных весовых ячейках несколько тензорезисторов обычно объединены в измерительный мост Уитстона. Мост получает опорное напряжение питания, а на его сигнальных выводах появляется небольшое дифференциальное напряжение, пропорциональное приложенной нагрузке.
В технической документации тензодатчик также может называться весовой ячейкой, тензометрической ячейкой или датчиком силы. Английское обозначение - Load Cell.
Какой сигнал выдает тензодатчик
Отдельный тензорезистор изменяет электрическое сопротивление. Однако собранная весовая ячейка с мостовой схемой формирует низкоуровневый сигнал напряжения. Его величина зависит от приложенной нагрузки и напряжения питания моста.
Чувствительность тензодатчика обычно указывается в мВ/В. Например, датчик с чувствительностью 2 мВ/В при напряжении питания 5 В сформирует при номинальной нагрузке сигнал около 10 мВ:
2 мВ/В × 5 В = 10 мВ.
Какие сигналы принимают модули CREVIS
Модули GT-3002 и GT-3102 принимают дифференциальный выходной сигнал мостовой схемы в диапазоне от −150 до +150 мВ. Диапазон измерения опорного напряжения составляет от 0 до 10 В. Для питания тензометрического моста предусмотрено напряжение 5 В DC с током не более 30 мА.
| Подключенное устройство | Сигнал | Подходящий модуль |
|---|---|---|
| Тензометрическая весовая ячейка | Мостовой дифференциальный сигнал в мВ или мВ/В | GT-3002 или GT-3102 |
| Датчик силы с тензометрическим мостом | Низкоуровневое дифференциальное напряжение | GT-3002 или GT-3102 |
| Весовой преобразователь | 4–20 мА | Модуль аналогового токового ввода |
| Весовой преобразователь | 0–10 В | Модуль аналогового потенциального ввода |
| Весовой терминал с цифровым интерфейсом | RS-485, Modbus RTU или другой цифровой протокол | Интерфейсный модуль или порт ПЛК |
Модули тензодатчиков CREVIS
| Модуль | Количество каналов | Входной сигнал | Разрядность | Время преобразования | Разъем | Дополнительные функции |
|---|---|---|---|---|---|---|
| GT-3002 | 2 | VSIG: −150...+150 мВ VREF: 0...10 В |
24 бита с 32-битным представлением данных | Не более 500 мкс | RTB 18 | Настраиваемая фильтрация до 64 выборок, обнаружение обрыва кабеля и тарировка |
| GT-3102 | 2 | VSIG: −150...+150 мВ VREF: 0...10 В |
24 бита с 32-битным представлением данных | Не более 700 мкс | RTB 18 | Настраиваемая фильтрация до 64 выборок, обнаружение обрыва, тарировка и автоматический расчет веса |
Обе модели имеют два независимых измерительных канала. Один канал предназначен для одного отдельного тензометрического моста. Если несколько весовых ячеек объединены в соединительной коробке и образуют общий мостовой сигнал, вся группа может занимать один канал.
Как выбрать модуль ввода сигнала тензодатчика
- Количество каналов. GT-3002 и GT-3102 имеют два независимых канала.
- Тип выходного сигнала. Для прямого подключения нужен тензометрический мост с низкоуровневым милливольтовым выходом.
- Чувствительность. Необходимо проверить значение в мВ/В и напряжение питания тензодатчика.
- Количество весовых ячеек. Несколько датчиков могут подключаться через соединительную коробку и формировать один общий сигнал.
- Расчет веса. GT-3102 рассчитывает вес внутри модуля, а при использовании GT-3002 обработку можно выполнять в программе ПЛК.
- Скорость измерения. Для динамического взвешивания учитывают время преобразования и параметры фильтрации.
- Тарировка и калибровка. Для перевода электрического сигнала в килограммы или ньютоны требуется настройка по известной нагрузке.
- Прокладка кабеля. Сигнальные линии следует защищать от помех, создаваемых двигателями, контакторами и частотными преобразователями.
- Совместимость оборудования. GT-3002 и GT-3102 относятся к серии G и работают по внутренней шине G-Bus.
Правильно подобранный модуль аналогового ввода преобразует слабый сигнал тензодатчика в стабильное цифровое значение, которое может использовать ПЛК для контроля веса, дозирования, регистрации данных и управления технологическим процессом.
Другие устройства для подключения датчиков представлены в разделе модули аналогового ввода CREVIS.