A influência da força lateral nos sensores de pesagem de ponte e de coluna e as diferenças nos seus cenários de utilização
No funcionamento real dos sistemas de pesagem,Os sensores não só suportam cargas de pesagem axial perpendiculares à superfície portadora de força, mas também muitas vezes enfrentam interferência de força lateral ao longo da direção horizontal ou inclinadaComo uma carga não-alvo, a força lateral interrompe o estado de força ideal do sensor, levando a uma precisão de medição reduzida ou mesmo a danos no hardware.Devido a diferenças inerentes no desenho estrutural e nos princípios de força, os sensores de pesagem de tipo ponte e de tipo coluna têm capacidades de tolerância de forças laterais muito diferentes, o que define diretamente os seus limites distintos em cenários de aplicação.Este artigo começará com o mecanismo de impacto de força lateral, comparar as características de força antilateral dos dois sensores e classificar sistematicamente as diferenças de requisitos essenciais nos seus cenários de aplicação.
A força lateral refere-se à carga não-alvo que atua sobre o corpo elástico do sensor ao longo de direções horizontais, inclinadas ou torsionais (desviando-se da direção da força axial do sensor,(normalmente vertical) durante a pesagemInclui principalmente três tipos: pressão transversal/puxação, força de cisalhamento e binário de torção.Esta força é uma fonte de interferência chave que causa erros de medição.
A força lateral está intimamente relacionada com o modo de operação e o estado do equipamento do cenário de aplicação.
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Interferências dinâmicas durante o funcionamento
- Por exemplo: quando uma empilhadeira move um barril para a plataforma de pesagem, o impacto horizontal entre o barril e a plataforma gera uma força transversal;quando um braço robótico agarra materiais para pesar, a força inercial do movimento dos braços forma uma força lateral inclinada; quando uma cinta transportadora transporta materiais, o desvio de carga causado pelo deslocamento do material se converte em força de cisalhamento lateral.
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Erros de instalação e calibração do equipamento
- Se a superfície de montagem do sensor não for plana (tem um ângulo de inclinação), a carga axial é decomposta em um componente lateral; quando vários sensores são combinados para pesagem,desvios no espaçamento entre sensores ou pontos de força impedem a transmissão uniforme da carga axial, formando um binário de torção; durante a calibração, a colocação deslocada dos pesos provoca pressão lateral local.
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Impactos sobre o ambiente e as condições de trabalho
- Em oficinas com fortes vibrações, as vibrações periódicas do funcionamento do equipamento são transmitidas para o sensor, formando uma força de impacto transversal; ao pesar tanques de mistura ou recipientes de reação,A força centrífuga de materiais internos em rotação é convertida em força lateralOs equipamentos de pesagem ao ar livre (por exemplo, balanças de camiões) expostos a ventos fortes suportam a força horizontal lateral das cargas do vento.
A estrutura dos sensores de pesagem de tipo ponte e de tipo coluna resulta em diferenças significativas nos seus mecanismos de resposta, manifestações de erro,e riscos de danos quando expostos a força lateralIsto pode ser analisado a partir de três dimensões: estrutura elástica do corpo, layout do estirador e impacto no desempenho.
Também conhecidos como sensores de tipo viga, os sensores de pesagem de tipo ponte apresentam uma estrutura central de vigas elásticas "em forma de I", "em forma de caixa" ou "com dois buracos".As vigas são ligadas à plataforma/pedestal de pesagem através de extremidades fixas em ambos os ladosA tolerância de força lateral desta estrutura deriva de duas vantagens fundamentais:
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Adaptação direcional da rigidez estruturalO momento de inércia da seção transversal da viga elástica é muito maior do que a sua contraparte axial, dando-lhe uma extremamente alta rigidez transversal.um sensor de tipo ponte com uma carga nominal de 5 t tem uma resistência de carga transversal de 30%~50% da carga axial (iQuando a força lateral atua sobre ele, a deformação transversal da viga elástica é de apenas 0,005 mm, muito menor que a de 0,1 mm.Deformação de 15 mm sob carga axial por isso é improvável que ocorra deformação não intencional.
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Isolamento direcional dos tensímetrosOs estensímetros são fixados apenas nas superfícies superior e inferior da viga elástica, e a direção das suas grades sensíveis alinha-se com a direção axial.São sensíveis apenas à "deformação de tração-compressão" causada por cargas axiaisEm contrapartida, a "deformação de cisalhamento" ou "deformação de dobra" induzida por forças laterais (por exemplo, cisalhamento transversal, binário de torção) é perpendicular à direcção sensível dos estensímetros,Portanto, não pode ser convertido em sinais elétricos válidos.Assim, o impacto de erro da força lateral nos sensores de tipo ponte é geralmente controlado dentro de 0,1% FS (escala completa), e alguns modelos de alta precisão podem até reduzir isso para 0,05% FS.
Deve notar-se que, se a força lateral exceder o limite de resistência à carga do sensor tipo ponte (normalmente 50% da carga axial), a viga elástica pode sofrer deformação de curvatura permanente.Isto manifesta-se como aumento da deriva do sensor zero (excedendo 0.02% FS/°C) e redução da linearidade, resultando numa perda irreversível da precisão da medição.
O corpo elástico de um sensor de pesagem de coluna tem uma estrutura cilíndrica ou frustocónica,com manômetros de tensão fixados uniformemente ao longo da direção circunferencial do lado do cilindro (normalmente 4 ou 8 peças)A principal falha desta estrutura reside no seu alto desempenho e na sua capacidade de absorver a pressão."Uniformidade de rigidez axial-transversal"- a diferença de momento de inércia entre as secções transversais axial e transversal do corpo elástico cilíndrico é pequena,e a sua rigidez transversal é de apenas 1/31/5 da de um sensor de tipo ponteAs forças laterais provocam assim facilmente uma deformação irreversível do corpo elástico, com os seguintes impactos específicos:
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