Соединение тензометрических датчиков между собой

[fottonn]

Уважаемые форумчане! Прошу помочь разобраться в следующем вопросе:

Почему тензодатчики соединяют параллельно? (не с точки зрения экономии проводов, а с точки зрения получения результирующего сигнала).

Заранее благодарен.

[Dmitry Isaev]

тензодатчики соединяют в "мост" или "полумост"

[doza]

Можно и параллельно результатом будит датчик на котором больше нагрузка, к примеру 3 датчика нагрузка на них 1-200кг; 2-220кг; 3-300кг выход у вас будет 300кг что обозначит массу как 900кг вместо 720кг, точность как сами можете догадаться никакая.

[Универсал]

В платформенных весах на опорах стоят 4 тензометрических моста, выходы которых запараллелены, а питание на каждый подаётся через свой подстроечник. В итоге сигналы суммируются, и результат не зависит от положения груза на платформе, они калибруются сначала порознь - на перевёрнутые весы на каждую опору кладут гирю, и подстроечниками выравнивают показания, затем переворачивают платформу в нормальное положение и калибруют весы так, как будто там один тензодатчик. Точность обеспечивается заданная, не хуже, чем с одним тензодатчиком.

[fottonn]

тензодатчики соединяют в "мост" или "полумост"

я думаю, вы неправильно поняли.

Допустим у нас есть некая емкость, подвешенная на три тензодатчика. Допустим, измеряем вес сыпучего материала, и он в емкости распределяется неравномерно. Например, засыпали 100 кг песка, на одном тензодатчике будет усилие больше, на втором меньше и на третьем еще меньше. См. рис. Пусть вес распределиться по датчикам следующим образом:
на первом 80 кг
на втором 15 кг
на третьем 5 кг

Тогда, соединив выходы тензодатчиков параллельно, как складывается выходной сигнал?
То есть, чему будет равно Uобщ - ?

[Универсал]

Сумме сигналов, делённой на количество датчиков.
Только приложенного изображения у вас не видно. И неясно, что вы понимаете под тензодатчиками. Тензорезисторы, тензомосты, или что?

[Farb]

Сумме сигналов, делённой на количество датчиков.
Только приложенного изображения у вас не видно. И неясно, что вы понимаете под тензодатчиками. Тензорезисторы, тензомосты, или что?

А в чем разница? Скоро предстоит вес в силосе померить, не могли бы вы тыкнуть пальцем какую умную книжечку почитать можно на эту тему. Плотно пока не занимался данным вопросом но , первые попытки найти нормальную литературу провалились.

[doza]

Полупроводниковые тензодатчики Л.С.Ильинская 1966

[Ryzhij]

K.Elis Norden "Handbook of Electronic Weighing" 1998 22 Мб - на английском

[Farb]

K.Elis Norden "Handbook of Electronic Weighing" 1998 22 Мб - на английском

По картинкам видно что книжка замечательная. Но вот с языком потенциального противника у меня хреновенько. Нет ли чего нибудь русского?

[Fastspin]

при соединении датчиков параллельно они должны быть одинаковой чувствительности.
этого можно достигнуть уменьшением напряжения питания датчика (например включив последовательно резистор)
удобней настраивать датчики подключая по 1 и нагружая только его. найти наименее чувствительный датчик, и остальные настроить включив последовательно с питанием переменный резистор. (настраивать подключая по одному. обнуляя показометр. одинаковым должно быть приращение показаний)

[VaBo]

Можно и параллельно результатом будит датчик на котором больше нагрузка, к примеру 3 датчика нагрузка на них 1-200кг; 2-220кг; 3-300кг выход у вас будет 300кг что обозначит массу как 900кг вместо 720кг, точность как сами можете догадаться никакая.

при одинаковых тензодатчиках (мостах) выход будет (200+220+300)/3 и никак иначе. Если пожелаете, могу показать это в SPICE, хотя вооружившись листом бумаги и законом Ома было бы проще.

[doza]

Уважаемый Вадим(VaBo), Вы меня прямо озадачили, очень интересен ваш ход мыслей выраженный в SPICE и на бумажке используя закон Ома, но конечно было-бы превосходно практическое объяснение со схемой подключения, снимками тестирования и методикой настройки.

[sneer]

Можно и параллельно результатом будит датчик на котором больше нагрузка, к примеру 3 датчика нагрузка на них 1-200кг; 2-220кг; 3-300кг выход у вас будет 300кг что обозначит массу как 900кг вместо 720кг, точность как сами можете догадаться никакая.

доза, результат можно определить формулой , см схему

три моста.JPG

[sneer]

эквивалент схемы:

эквивалент.JPG

[sneer]

тензодатчики соединяют в "мост" или "полумост"

я думаю, вы неправильно поняли.

Допустим у нас есть некая емкость, подвешенная на три тензодатчика. Допустим, измеряем вес сыпучего материала, и он в емкости распределяется неравномерно. Например, засыпали 100 кг песка, на одном тензодатчике будет усилие больше, на втором меньше и на третьем еще меньше. См. рис. Пусть вес распределиться по датчикам следующим образом:
на первом 80 кг
на втором 15 кг
на третьем 5 кг

Тогда, соединив выходы тензодатчиков параллельно, как складывается выходной сигнал?
То есть, чему будет равно Uобщ - ?

всё хуже - при неравномерности центр тяжести груза смещается и появляются горизонтальные (боковые для датчика) составляющие силы

[Ryzhij]

1) Конструкция весоизмерительных ячеек призвана минимизировать боковые силы для сенсора.
2) Применяют ячейки с двумя-тремя сенсорами и производят векторное сложение сил сначала по ячейке, а потом и между ячейками.

Перепады на мостовых измерителях вообще, и тензометрических в частности, суммируются не так ;).
Даже среднюю по больнице температуру пациентов так не считают.

Прав doza, простым параллельным включением (и размещением) датчиков такого типа мы можем только грузоподъёмность увеличить.
При этом относительная точность сохранится, а абсолютная будет утрачена.

[sneer]

простым параллельным включением (и размещением) датчиков такого типа мы можем только грузоподъёмность увеличить.
При этом относительная точность сохранится, а абсолютная будет утрачена.

относительная сохранится лишь при малом разбросе нагрузок по датчикам

[Ryzhij]

Конечно.
Возможно, я не совсем ясно донёс мысль, что параллельное включение имеет смысл делать лишь при условии, что все сенсоры установлены в одной ячейке и сориентированы в ней одинаково.

[sneer]

Конечно.
Возможно, я не совсем ясно донёс мысль, что параллельное включение имеет смысл делать лишь при условии, что все сенсоры установлены в одной ячейке и сориентированы в ней одинаково.

[Ryzhij]

Замечательная картинка, но какой физический и практический смысл скрывается за всем этим?!

[sneer]

Замечательная картинка, но какой физический и практический смысл скрывается за всем этим?!

подставив в формулы
1/R1s=1/R1 +1/R21 +1/R31

R1s=1/(1/R1 +1/R21 +1/R31)
R2s=1/(1/R2 +1/R22 +1/R32)
R3s=1/(1/R3 +1/R23 +1/R33)
R4s=1/(1/R4 +1/R24 +1/R34)
можно рассчитать показание "суммарного параллельного датчика" в зависимости от показаний отдельных датчиков для неравномерной нагрузки на отдельные датчики.
например посмотреть поведение в интервале нагрузок

(LOAD1;LOAD2;LOAD3) начиная с (0%;33%;67%) и плавно до (67%;33%;0%)
LOAD1 2 3 - нагрузка в % от общего веса на отдельные датчики №1 №2 №3

физический смысл - посмотреть, какое показание будет от некоторого веса (например 100 кг) в зависимости от неравномерности его распределения по датчикам.

например при распределении веса (33,33%;33,33%; 33%,33) и при трех идентичных датчиках разбаланс напряжения "суммарного" измерительного моста будет соответствовать 33,33 кг и останется умножить показание на колич датчиков , те на 3

а как система поведет при распределении нагрузки (1%; 20%; 79%) надо рассчитать

[sneer]

при одинаковых тензодатчиках (мостах) выход будет (200+220+300)/3 и никак иначе. Если пожелаете, могу показать это в SPICE, хотя вооружившись листом бумаги и законом Ома было бы проще.

VaBo, покажите пожалуйста


еще при несовершенстве механики измерительной платформы может появляться отрицательный вес на некоторых датчиках
на рисунке центр тяжести груза вынесен за пунктирную линию, соединяющую датчики веса
к датчику P2 может быть приложена отрицательная вертикальная сила, которая будет видна как "отрицательный вес"

[VaBo]

еще при несовершенстве механики измерительной платформы может появляться отрицательный вес на некоторых датчиках
на рисунке центр тяжести груза вынесен за пунктирную линию, соединяющую датчики веса
к датчику P2 может быть приложена отрицательная вертикальная сила, которая будет видна как "отрицательный вес"

Вопрос резко уплыл в сторону конструктива измерительных платформ, печально...
Забудем про платформу, возьмем два идеальных раздельных тензомоста и загрузим их +1кг и -1кг соответственно. Соединим впараллель и увидим результирующее смещение = 0. Резисторы мостов компенсируют друг друга, вы это показали и в формулах.
При загрузке 0 кг и 2 кг результат будет эквивалентен 1 кг.
Ув. doza ошибся в своем постулате
posting.php?mode=quote&f=20&p=40640#pr37988
и я счел нужным его поправить.

Еще раз: - не трогаем механику!

[VaBo]

покажите пожалуйста

вот шаблон симулятора, можно играться значениями и прочим. Да, как установить дифференциальный проб, чтобы смотреть сразу результат смещения, увы, не знаю, первый раз онлайн версией пользуюсь...
http://www.partsim.com/simulator#15227