یک لودسل نیروی مکانیکی – وزن – را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. در داخل هر لودسل یک عنصر فلزی وجود دارد که تحت بارگذاری کمی تغییر شکل میدهد. کرنش سنج هایی به آن عنصر متصل شده اند: فویل های مقاومتی نازکی که مقاومت الکتریکی آنها با کشش یا فشرده شدن تغییر می کند. این تغییر در مقاومت یک خروجی ولتاژ قابل اندازه گیری متناسب با نیروی اعمالی ایجاد می کند. در یک باسکول ، چندین لودسل زیر عرشه قرار می گیرند و سیگنال های الکتریکی ترکیبی آنها توسط یک نشانگر یا جعبه اتصال پردازش می شود تا وزن را نشان دهد.
این مکانیسم اصلی است. هر چیز دیگری - آب بندی هرمتیک، جبران دما، حفاظت اضافه بار، خروجی دیجیتال - مهندسی بر اساس این اصل اساسی است. درک جزئیات مهم است زیرا انتخاب، نصب و نگهداری لودسل مستقیماً تعیین میکند که باسکول در طول سالها کارکرد چقدر دقیق و قابل اطمینان عمل میکند.
کرنش سنج عنصر حسگری است که فناوری لودسل را ممکن می سازد. این شامل یک الگوی فویل فلزی ظریف - معمولاً یک آلیاژ نیکل کروم - است که با چسب به سطح یک بدنه فلزی الاستیک، معمولاً فولاد آلیاژی با عیار بالا یا فولاد ضد زنگ، چسبانده شده است. هنگامی که بدنه فلزی تحت وزن تغییر شکل می دهد، فویل با آن تغییر شکل می دهد. این مقاومت الکتریکی فویل را با توجه به رابطه ای که توسط ضریب سنج (GF) توصیف شده است، تغییر می دهد.
ضریب گیج برای اکثر کرنش سنج های فلزی تقریباً است 2.0 ، به این معنی که یک کرنش 0.1٪ باعث ایجاد تغییر 0.2٪ در مقاومت می شود. برای یک کرنش سنج استاندارد 350 اهم، این به معنای تغییر مقاومت در حدود 0.7 اهم است - یک مقدار کوچک که برای اندازه گیری دقیق نیاز به طراحی مدار دقیق دارد.
لودسل ها از چهار کرنش سنج استفاده می کنند که در یک پیکربندی پل وتستون چیده شده اند. دو گیج در کشش قرار میگیرند (در زیر بار کشیده میشوند) و دو گیج در فشار (زیر بار کوتاه میشوند). این ترتیب چندین مزیت حیاتی دارد:
یک ولتاژ تحریک استاندارد از 5 تا 15 ولت DC در سراسر پل اعمال می شود. در ظرفیت نامی، پل معمولاً یک خروجی در سطح میلی ولت تولید می کند 2 mV/V ، به این معنی که یک تحریک 10 ولت 20 میلی ولت در بار کامل تولید می کند. سپس این سیگنال تقویت و پردازش می شود.
همه لودسل ها هندسه یکسانی ندارند. شکل داخلی عنصر الاستیک نحوه تغییر شکل آن را تعیین می کند که بر دقت، محدوده ظرفیت و مناسب بودن برای پیکربندی های مختلف باسکول تأثیر می گذارد.
اینها رایج ترین نوع موجود در باسکول های گودال و روکار هستند. آنها برای تحمل بار در یک محور - مستقیم به پایین - طراحی شده اند و معمولاً به شکل استوانه یا کلوچه هستند. سلول های تراکمی مورد استفاده در ترازو کامیون ظرفیت ها را از 50 تن تا بیش از 150 تن در هر سلول ، با شش تا دوازده سلول که معمولاً یک عرشه کامل باسکول را پشتیبانی می کنند. آنها مستحکم هستند، نصب آنها ساده است و در صورت نصب سخت افزار مناسب، بارهای جانبی را به خوبی تحمل می کنند.
سلولهای پرتو خمشی بر اساس یک تیرچه پایه یا دو سر کار میکنند. بار در یک یا دو نقطه در امتداد یک تیر ثابت در انتهای دیگر اعمال می شود و باعث خم شدن آن می شود. کرنش سنج هایی که در مکان حداکثر خمشی قرار می گیرند این تغییر شکل را ثبت می کنند. این سلولها در ترازوهای پلتفرم با مشخصات پایین و طرحهای باسکول قابل حمل خاص محبوب هستند، زیرا میتوان آنها را در مشخصات عرشه بسیار کم عمق نصب کرد. آنها معمولاً برای ظرفیت های زیر استفاده می شوند 20 تن در هر سلول .
سلول های تیر برشی به جای فشار خمشی یا مستقیم، تنش برشی را اندازه گیری می کنند. جهت گیری کرنش سنج ها 45 درجه نسبت به محور تیر می باشد تا حداکثر کرنش برشی را ثبت کند. این طراحی نسبت به نقطه اعمال بار بسیار غیر حساس است - یک مزیت قابل توجه در کاربردهای باسکول که در آن بار محور وسیله نقلیه ممکن است در موقعیت دقیق فرود نیاید. تیرهای برشی دقت بسیار خوبی را ارائه می دهند که معمولاً به آن دست می یابند OIML کلاس C3 یا بهتر و به طور گسترده ای در توزین های محور قابل حمل و نصب باسکول های دائمی استفاده می شود.
سلول های تک نقطه ای طوری مهندسی شده اند که خوانش های دقیقی را بدون توجه به جایی که بار روی یک پلت فرم قرار می گیرد - در محدوده ها ارائه دهند. آنها عمدتاً در ترازوهای پلت فرم کوچکتر مورد استفاده قرار می گیرند و به ندرت در باسکول های کامیون با اندازه کامل یافت می شوند. با این حال، آنها در برخی از توزین های پد محور که برای بررسی های سریع اجرای کنار جاده استفاده می شوند، ظاهر می شوند.
| نوع سلول بارگذاری | محدوده ظرفیت معمولی | استفاده از باسکول معمولی | مزیت کلیدی |
|---|---|---|---|
| فشرده سازی | 50-150 تن در هر سلول | ترازو کامیونی که در گودال نصب شده است | ظرفیت بالا، قوی |
| پرتو خمشی | حداکثر 20 تن در هر سلول | پلتفرم های کم حاشیه | نصب فشرده |
| تیر برشی | 5-50 تن در هر سلول | توزین های محور قابل حمل و ثابت | عدم حساسیت نقطه بار |
| تک نقطه ای | تا 5 تن | توزین های لنت محور | پاسخ یکنواخت در سراسر پلت فرم |
درک نحوه عملکرد یک لودسل به صورت مجزا تنها بخشی از تصویر است. در نصب باسکول، چندین لودسل با هم کار میکنند و سیگنالهای آنها قبل از اینکه مقدار وزن روی نمایشگر ظاهر شود، چندین مرحله پردازش را طی میکنند.
هر لودسل در زیر عرشه باسکول یک سیگنال در سطح میلی ولت متناسب با نیرویی که حمل می کند تولید می کند. از آنجایی که بار یک وسیله نقلیه هرگز کاملاً در مرکز قرار نمی گیرد، سلول های جداگانه دارای سهم های نابرابر هستند. یک کامیون 60 تنی که به طور نامتقارن پارک شده است ممکن است 12 تن را در یک گوشه و 8 تن را در سلول دیگر تحمیل کند.
همه کابل های سلولی منفرد به یک جعبه اتصال (همچنین جعبه جمع نامیده می شود) اجرا می شوند. در داخل، سیگنالها ترکیب میشوند - یا به صورت غیرفعال از طریق شبکههای جمع مقاومتی یا به طور فعال از طریق تقویت. جعبههای اتصال جمعکننده غیرفعال از مقاومتهای تریم برای تنظیم تفاوتهای حساسیت سلولی استفاده میکنند و اطمینان حاصل میکنند که بار ۱ تنی روی هر سلول واحد سهمی یکسان در خروجی جمعآوریشده ایجاد میکند. این مرحله کالیبراسیون بسیار مهم است: بدون آن، موقعیت بار روی عرشه باسکول بر قرائت نهایی تأثیر می گذارد.
سیگنال میلی ولت جمع شده - هنوز هم بسیار کوچک - به نشانگر وزن می رسد. در داخل، یک تقویتکننده ابزار دقیق، سیگنال را معمولاً تا محدوده ۰ تا ۱۰ ولت افزایش میدهد. سپس یک مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) از سیگنال تقویت شده نمونه برداری می کند. استفاده از نشانگرهای باسکول مدرن ADC های 24 بیتی ، که بیش از 16 میلیون مرحله گسسته را در محدوده اندازه گیری ارائه می دهد. این رزولوشن بسیار ظریفتر از افزایش صفحه نمایش مورد نیاز قانونی است و خواندنی پایدار و مقاوم در برابر نویز ارائه میدهد.
داده های خام ADC نویز دارند. بارگذاری باد، لرزش خودرو و تداخل الکتریکی همگی باعث نوسانات سریع می شوند. ریزپردازنده نشانگر از الگوریتمهای فیلتر دیجیتال - اغلب فیلترهای میانگینگیری یا مبتنی بر فرکانس قابل تنظیم - برای استخراج یک مقدار وزن پایدار استفاده میکند. مقدار نهایی نمایش داده شده به فاصله مقیاس تایید شده گرد می شود، که برای باسکول های قانونی برای تجارت معمولا 20 کیلوگرم برای مقیاس 60 تنی
هنگام انتخاب لودسل برای باسکول، اعداد صفحه داده به طور مستقیم کیفیت اندازه گیری را پیش بینی می کنند. در اینجا به معنای واقعی هر یک از مشخصات در عمل آمده است.
حداکثر بار سلول برای اندازه گیری دقیق طراحی شده است. برای ایمنی، لودسل ها نیز برای اضافه بار ایمن درجه بندی می شوند - معمولا 150% ظرفیت نامی - و معمولاً یک اضافه بار نهایی قبل از آسیب دائمی 300% . یک باسکول با وزن ناخالص 60 تنی وسیله نقلیه که توسط شش سلول پشتیبانی میشود، به سلولهایی با حداقل 15 تن هر کدام با توجه به توزیع بار، به علاوه حاشیه اضافه بار کافی برای بارگذاری دینامیکی در هنگام ورود خودرو، نیاز دارد.
OIML (سازمان بین المللی مترولوژی حقوقی) لودسل ها را از کلاس A (بالاترین دقت) به کلاس D (کمترین) طبقه بندی می کند. لودسل های باسکول معمولاً هستند کلاس C3 یا C4 ، که در آن عدد حداکثر تعداد بازه های تأیید را نشان می دهد - به ترتیب 3000 یا 4000. یک لودسل C3 که در یک باسکول 60 تنی استفاده می شود، می تواند افزایش نمایشگر 60000 کیلوگرم ÷ 3000 = 20 کیلوگرم را پشتیبانی کند که با الزامات باسکول استاندارد مطابقت دارد.
این مشخصات خطاهای غیرخطی و هیسترزیس را در یک مقدار واحد ترکیب می کند که معمولاً به صورت درصدی از خروجی رتبه بندی شده بیان می شود. برای یک لودسل C3، خطای ترکیبی معمولاً وجود دارد ± 0.023٪ از خروجی امتیازی یا بهتر . در یک سلول با ظرفیت 20 تنی که 2 میلی ولت / ولت در بار کامل تولید می کند، این با خطای کمتر از 0.9 میکروولت مطابقت دارد - یک مقدار فوق العاده کوچک که برای حفظ در زنجیره سیگنال نیاز به اعمال محافظ و سیم کشی دقیق دارد.
لودسل های مورد استفاده در نصب باسکول در فضای باز با نوسانات دمایی قابل توجهی روبرو هستند. دو ضریب دما مهم است:
در یک باسکول در فضای باز که از -10 درجه سانتیگراد تا 50 درجه سانتیگراد کار می کند - یک محدوده 60 درجه - یک سلول با دهانه TK 0.008٪ / 10 درجه سانتیگراد یک تغییر دهانه را تجربه می کند. 0.048٪ . در مقیاس 60 تنی، این یک رانش 29 کیلوگرمی است که تنها به دما نسبت داده می شود. به همین دلیل است که کالیبراسیون باسکول همیشه در دمای عملیاتی انجام می شود و به همین دلیل است که تأیید مجدد دوره ای از نظر قانونی لازم است.
لودسل های باسکول به طور دائم در فضای باز نصب می شوند، اغلب در محیط های گودال در معرض سیل، گل و لای و شستشو با فشار. حداقل رتبه IP قابل قبول برای لودسل های باسکول است IP67 (ضد گرد و غبار و تحمل غوطه ور شدن موقت تا 1 متر). بسیاری از تاسیسات مشخص می کنند IP68 یا IP69K ، رتبه دوم اجازه جت های آب با فشار بالا و دمای بالا را می دهد - مربوط به سایت هایی که عرشه باسکول را به طور منظم تمیز می کنند.
لودسل های سنتی یک سیگنال میلی ولت آنالوگ را تولید می کنند. در طول دو دهه گذشته، لودسل های دیجیتال - که ADC و ریزپردازنده را مستقیماً در بدنه لودسل ادغام می کنند - به طور فزاینده ای در تاسیسات باسکول رایج شده اند. تفاوت از نظر عملی قابل توجه است.
سلولهای آنالوگ سادهتر، ارزانتر هستند و تقریباً با هر شاخص وزن موجود در بازار سازگار هستند. سیگنال های میلی ولت آنها در برابر تداخل الکترومغناطیسی (EMI) در طول کابل های طولانی آسیب پذیر هستند - یک نگرانی واقعی در سایت های صنعتی بزرگ با ماشین آلات سنگین. حداکثر کارکرد کابل عملی قبل از اینکه تخریب سیگنال مشکل ساز شود تقریباً است 100 تا 150 متر با کابل محافظ استاندارد
لودسل های دیجیتال سیگنال کرنش سنج را به یک مقدار دیجیتال در داخل محفظه سلول تبدیل می کنند و داده ها را از طریق یک گذرگاه سریال-معمولا RS-485 یا باس CAN- انتقال می دهند. مزایای کلیدی عبارتند از:
مبادله هزینه است - لودسل های دیجیتال به طور قابل توجهی گران تر هستند - و قفل فروشنده، زیرا سلول های سازنده های مختلف اغلب از پروتکل های ارتباطی ناسازگار استفاده می کنند.
نصب صحیح به اندازه کیفیت سلول مهم است. یک لودسل کاملاً مشخص که به درستی نصب شده باشد، خوانش های نادرست و ناپایدار می دهد. سیستم های نصب لودسل باسکول باید چندین کار را به طور همزمان انجام دهند.
لودسل ها برای اندازه گیری نیرو در یک محور طراحی شده اند. بارهای جانبی - ناشی از ترمز خودرو، انبساط حرارتی عرشه، یا ناهماهنگی عرشه - باعث ایجاد خطا و تسریع خستگی می شود. مجموعههای نصب از پینهای راکر، دکمههای بار یا پایههای لودسل خود تراز برای اطمینان از دفع مکانیکی نیروهای خارج از محور استفاده میکنند. نصب پین راکر به سلول اجازه می دهد تا کمی در هر جهت کج شود و تنها جزء عمودی هر نیروی اعمال شده را به عنصر حسگر منتقل کند.
یک عرشه باسکول فولادی به طول 18 متر تقریباً گسترش می یابد 10 میلی متر بین دمای زمستان و تابستان در آب و هوای معتدل (با استفاده از ضریب انبساط حرارتی تقریباً 11.7 × 10-6 / ° C و محدوده دمایی 50 درجه سانتیگراد). سخت افزار نصب باید این حرکت را بدون اتصال امکان پذیر کند. پیکربندیهای نصب انتهای ثابت و آزاد با ثابت کردن عرشه در یک انتها و اجازه دادن به حرکت لغزشی محدود در سمت دیگر، این موضوع را برطرف میکنند و از تفسیر انبساط حرارتی به عنوان تغییر بار جلوگیری میکنند.
برخی از طرحهای نصب سلول لود از پیچهای اتصال یا گیرههای نگهدارنده برای جلوگیری از بلند شدن عرشه از سلولها در هنگام بارگیری خارج از مرکز استفاده میکنند. بدون مهار بالابرنده، یک بار خارج از مرکز در نزدیکی یک سر پل باسکول می تواند باعث بالا آمدن انتهای مخالف شود و سلول ها را از بار خارج کند و خطای قابل توجهی ایجاد کند. مجموعههای میلهای را بررسی کنید که حرکت عرشه به سمت بالا را به ۲ تا ۳ میلیمتر محدود میکنند، بخش استاندارد نصب باسکول با کیفیت هستند.
لودسل ها قوی هستند اما تخریب ناپذیر نیستند. دانستن نحوه خرابی آنها به تیم های تعمیر و نگهداری کمک می کند تا مشکلات را قبل از ایجاد خطاهای وزن دهی قابل توجه یا خرابی کامل سیستم شناسایی کنند.
اگر نقاط ورودی کابل آسیب ببینند، اتصالات کابل به درستی مهر و موم نشده باشند، یا اگر بدنه سلول از نظر فیزیکی ترک خورده باشد، حتی سلول های دارای رتبه IP68 نیز می توانند به خطر بیفتند. رطوبتی که به کرنش سنج ها می رسد باعث خوردگی فویل، تغییر در خواص چسبندگی و در نهایت نشت الکتریکی بین بازوهای پل می شود. این علامت معمولاً یک حرکت تدریجی در خواندن صفر و افزایش بی ثباتی است. بررسی مقاومت عایق بین مدارهای پل و بدنه سلول (باید بیشتر از 5000 MΩ روی یک سلول سالم) یک مرحله تشخیصی استاندارد است.
یک اضافه بار شدید - ناشی از برخورد یک وسیله نقلیه به عرشه با سرعت، یا فرود غیرمنتظره یک بار سنگین توسط جرثقیل - می تواند عنصر الاستیک را به صورت پلاستیکی تغییر شکل دهد. پس از تغییر شکل، نقطه صفر سلول به طور دائم جابجا می شود و نمی توان آن را مجددا کالیبره کرد. خستگی در میلیون ها چرخه بار جمع می شود. اکثر سلول های باسکول با کیفیت برای آنها رتبه بندی شده اند 10 میلیون چرخه یا بیشتر در ظرفیت نامی، اما بارگذاری ضربه و اضافه بار به طور چشمگیری عمر خستگی را کاهش می دهد.
کابل های سلول بار در مکان های باز در زیر عرشه باسکول اجرا می شوند. آسیب جوندگان، خم شدن مکرر ناشی از حرکت عرشه، و خرد شدن فیزیکی از زبالهها از علل شایع خرابی کابل هستند. سپر آسیب دیده یا شکست جزئی در هادی سیگنال باعث ایجاد نویز، خطاهای جبران یا از دست دادن کامل سیگنال می شود. حفاظت از مجرای کابل و بازرسی بصری منظم اقدامات پیشگیرانه ساده ای هستند که عمر سیستم را افزایش می دهند.
بدنههای لودسل فولادی ضد زنگ در برابر خوردگی مقاوم هستند، اما سختافزار نصبکننده فولاد ملایم اطراف - پایههای لودسل، میلههای چک، پیچهای نصب - اینطور نیستند. سختافزار خوردهشده میتواند مسدود شود، از حرکات کوچک ضروری در حین انبساط حرارتی جلوگیری کند و نیروهای جانبی را به لودسل وارد کند. یک برنامه بازرسی سالانه و روغن کاری برای سخت افزار نصب حداقل نیاز تعمیر و نگهداری است.
خروجی لودسل بر حسب میلی ولت تا زمانی که در برابر وزن های مرجع شناخته شده کالیبره نشود بی معنی است. کالیبراسیون رابطه ریاضی بین خروجی الکتریکی و وزن نمایش داده شده را ایجاد می کند و کالیبراسیون مجدد دوره ای تأیید می کند که این رابطه تغییر نکرده است.
استاندارد طلایی برای کالیبراسیون باسکول، بارگیری عرشه با وزنهای آزمایشی تایید شده با جرم شناخته شده است - معمولاً توده های گواهی شده کلاس M1 یا F2 قابل ردیابی بر اساس استانداردهای ملی نشانگر طوری تنظیم می شود که قرائت نمایش داده شده با وزن اعمال شده در چندین نقطه در محدوده کامل اندازه گیری مطابقت داشته باشد. برای یک باسکول 60 تنی، کالیبراسیون معمولاً شامل بارهای آزمایشی در 0، 20، 50 و 100 درصد حداکثر ظرفیت است.
حمل و نقل و جابجایی وزنه های آزمایشی کافی برای کالیبراسیون با ظرفیت کامل، گران است و از نظر لجستیکی نیاز دارد. روشهای وزن جایگزین - با استفاده از دستگاه مرجع لودسل هیدرولیک یا وسیله نقلیه با وزن تأیید شده - امکان بررسی کالیبراسیون با هزینه کمتر را فراهم میکند. این روش ها توسط بسیاری از مقامات وزن و اندازه گیری ملی برای تأیید دوره ای بین کالیبراسیون های کامل وزن مرده پذیرفته شده است، مشروط بر اینکه کالیبراسیون اولیه با وزنه های مرده انجام شده باشد.
باسکولهایی که برای تجارت استفاده میشوند - صورتحساب مشتریان بر حسب وزن، بررسی انطباق خودرو، یا اندازهگیری مالی- باید بهطور دورهای توسط یک سازمان بازرسی مجاز تأیید شوند. در اتحادیه اروپا، دستورالعمل ابزارهای توزین غیر خودکار (NAWI) حداکثر خطاهای مجاز (MPE) را برای باسکول های تجاری تعیین می کند: فواصل مقیاس ± 0.5 در تأیید اولیه و فاصله مقیاس ± 1 در خدمت فواصل تأیید براساس حوزه قضایی متفاوت است، اما معمولاً وجود دارد 1 تا 2 سال .
لودسل در یک باسکول که به خوبی نگهداری می شود باید دقیق بماند 10 تا 20 سال . رسیدن به آن عمر مفید نیازمند توجه مداوم به چند حوزه کلیدی است.
تعداد و قرارگیری لودسل ها در زیر عرشه باسکول هم بر دقت اندازه گیری و هم بر افزونگی سیستم تأثیر می گذارد. هیچ استاندارد جهانی واحدی وجود ندارد - پیکربندی ها بر اساس طول عرشه، انواع خودروهای مورد انتظار و الزامات دقت انتخاب می شوند.
معمولاً از یک باسکول استاندارد 18 متری تک پلت فرم استفاده می شود 6 لودسل : دو تا زیر هر سه تیر متقاطع اصلی. این توزیع بار خوب و افزونگی کافی را فراهم می کند - اگر یک سلول از کار بیفتد، سیستم اغلب می تواند شکست را از طریق خواندن گوشه نامتعادل به جای عدم دقت فاجعه بار تشخیص دهد. برخی از برنامه های کاربردی با دقت بالا استفاده می کنند 8 سلول زیر چهار تیر متقاطع برای پوشش بهتر.
باسکول های محوری چند طبقه - که در آن هر عرشه به طور جداگانه گروه های محور جداگانه را وزن می کند - به مجموعه های سلولی جداگانه در زیر هر عرشه نیاز دارد که هر گروه سلولی به طور مستقل پردازش می شود. ممکن است از باسکول چهار طبقه استفاده شود 16 تا 24 لودسل در مجموع، هر گروه به طور مستقل کالیبره شد تا اطمینان حاصل شود که مجموع قرائتهای محور مجزا برابر با وزن کل وسیله نقلیه اندازهگیری شده در هنگام وزنکردن خودرو به عنوان یک کل است.
تقارن قرارگیری سلول مهم است. سلولهای نامتقارن یک نقشه حساسیت ناهموار در سطح عرشه ایجاد میکنند: بارهای نزدیک به یک خوشه سلولی با دقت بیشتری نسبت به بارهایی که در وسط راه بین سلولها قرار میگیرند ثبت میشوند. تمرین نصب با کیفیت شامل بررسی حساسیت گوشه نصب کامل شده با استفاده از جرم مرجع قرار داده شده در هر گوشه و مقایسه خوانش ها است. نصب متعادل نشان می دهد تغییرات کمتر از ± 0.1٪ در سرتاسر موقعیت های گوشه.
اضافه کردن: ساختمان 3 ، شماره 355 ، جاده شرقی شیانگشان ، منطقه توسعه اقتصادی بینهای ، شهر Cixi ، نینگبو ، ژجیانگ ، چین.
تلفن: +86-18969402526
تلفن: +86-0574-86864809
ایمیل:
