Spanningsladingcellen zijn van cruciaal belang voor het meten van trekkrachten in verschillende toepassingen.

Hier bij Morehouse, kalibreren we veel spanningscellen van verschillende capaciteiten.

Een van de belangrijkste aspecten van deze kalibraties is het gebruik van de juiste adapters.

Onzee-boeken anderedocumentenIk heb het over het belang van adapters.

Nadat we het allemaal eens zijn over de juiste methode voor kalibratie en de adapters die worden gebruikt voor kalibratie, is het essentieel om de vergelijkingen te begrijpen die worden gebruikt om hun gedrag te karakteriseren.

Dit is een basisbegrip van de spanningsbelastingcellenvergelijkingen en hoe deze worden gebruikt om de uitgang van de belastingscellen om te zetten in nauwkeurige krachtmetingen.

De basisprincipes van de uitgang van de ladingcel

In de kern van een spanningsbelastingcelle wordt mechanische kracht omgezet in een elektrisch signaal.

Naarmate de belastingcel wordt uitgerekt, ondervinden de spanningsmeters in het apparaat een verandering in weerstand.

Deze verandering wordt meestal gemeten als een uitgangsspanning, vaak uitgedrukt in millivolts per volt (mV/V).

Spanningsbelastingcelvergelijking- Lineaire benadering

De eenvoudigste manier om de uitgang van een belastingcel te relateren aan de toegepaste kracht is via een lineaire vergelijking:

Kracht = m * Reactie + b

Waar:

• Kracht is de toegepaste spanning in eenheden zoals lbf of N
• De reactie is de uitgang van de belastingcel in mV/V
• m is de helling (gevoeligheid)
• b is de y-snijpunt (vaak dicht bij nul voor goed gezeroerde systemen)

Deze lineaire benadering werkt goed voor veel toepassingen, vooral wanneer de belastingcel binnen een smal bereik wordt gebruikt of wanneer het apparaat mogelijk niet beter dan 0 hoeft te zijn.2 % van de volledige uitvoer van de belastingcel.

Wanneer men de prestaties van zijn belastingcel wil maximaliseren, zullen deze lichte niet-lineariteiten de prestaties niet het beste karakteriseren,en complexere vergelijkingen zullen vaak nodig zijn voor beter dan 00,2% van de volle schaal.

Opmerking: we presenteren dit in algemene termen omdat sommige belastingcellen zeer lineair kunnen zijn waar de lineaire vergelijking kan worden gebruikt.

Spanningsbelastingcelvergelijking - Polynomialen vergelijkingen voor grotere nauwkeurigheid

Om rekening te houden met niet-lineariteiten kunnen kalibratielaboratoria polynomialen vergelijkingen rapporteren om belastingscellen te karakteriseren.

ASTM E74 en ISO 376 normen hebben specifieke criteria voor het genereren van deze polynomale vergelijkingen.

Een veel voorkomende vorm is:

Reactie = A0 + A1 * Kracht + A2 * Kracht2 + A3 * Kracht3

waarbij A0, A1, A2 en A3 coëfficiënten zijn die tijdens de kalibratie zijn bepaald.

Deze vergelijking stelt ons in staat om de reactie van de ladingcel op een gegeven kracht binnen het gekalibreerde bereik te voorspellen.

Kracht = B0 + B1 * reactie + B2 * reactie2 + B3 * reactie3

De coëfficiënten (B0, B1, B2, B3) verschillen van de A-coëfficiënten en worden berekend om fouten te minimaliseren bij de omzetting van reactie naar kracht.

De betekenis van coëfficiënten

Elke coëfficiënt in deze polynomialen vergelijkingen heeft een specifiek doel:

• A0 of B0: vertegenwoordigt het verschuivings- of nulpunt
• A1 of B1: betrekking heeft op de lineaire gevoeligheid van de belastingcel
• A2 of B2: Berekeningen voor kwadratische niet-lineariteit
• A3 of B3: Adresseert kubische niet-lineariteit

Figuur 12 Polynomiële spanningsbelastingcelvergelijking van de tweede graad

Voor de definitie van hoogresolutionaire belastingcellen kunnen hogere termen (4e of 5e graad) worden gebruikt.

Deze termen zijn besproken in ons e-boek, en de ISO 376 standaard beperkt het gebruik van een polynomial vergelijking tot 3rd- Ik heb orde.

Spanningsbelastingcelvergelijking - praktische toepassing

Wanneer de kalibratie volgens ASTM E74 of ISO 376 wordt uitgevoerd, ontvangt u een kalibratiecertificaat met deze coëfficiënten wanneer u een gekalibreerde spanningsbelastingcel gebruikt.

Om de kracht voor een bepaalde uitgang te bepalen:

1. Meting van de uitgang van de belastingcel in mV/V
2. Plug deze waarde in de kracht vergelijking met behulp van de verstrekte B coëfficiënten
3. Bereken het resultaat om de toegepaste kracht te verkrijgen

Omgekeerd, als u moet weten wat de uitgang te verwachten voor een doelgroep, gebruik de reactie-vergelijking met de A-coëfficiënten.

Spanningsbelastingscelvergelijking - Conclusie

Tot slot kan het begrijpen van spanningsbelastingcellen vergelijkingen u helpen uw belastingcellen beter te karakteriseren, wat de algemene onzekerheid van de metingen die u maakt kan verlagen.

Deze lagere meetonzekerheid zal de nauwkeurigheid van uw metingen verbeteren.

Deze spanningsbelastingcelvergelijkingen, of ze nu lineair of polynomaal zijn, spelen een cruciale rol bij het omzetten van de elektrische output van een belastingcel in precieze krachten.

De lineaire benadering biedt een eenvoudige methode voor veel toepassingen, terwijl polynomale vergelijkingen meer nauwkeurigheid bieden door rekening te houden met niet-lineariteiten die inherent zijn aan het gedrag van de belastingcel.

Kalibratielaboratoria die voldoen aan kalibratienormen zoals ASTM E74 of ISO 376, die het gebruik van deze vergelijkingen definiëren, zullen vaak beter de verwachte prestaties van de belastingcel karakteriseren,zodat u meer vertrouwen hebt in de prestaties van uw belastingcellen.