Co je snímač hmotnosti a jak funguje?
Základem technologie snímače hmotnosti je převod zatížení – kterým se rozumí síla působící na těleso v gravitačním poli Země – na elektrický signál. Uvnitř většiny snímačů hmotnosti se nacházejí tzv. senzory snímačů hmotnosti, které zajišťují převod mechanické tenze na změnu odporu. Podrobnější informace o senzorech snímačů hmotnosti jsou uvedeny níže. Těleso působí silou vyvolanou gravitačním polem. Tato síla stlačuje snímač hmotnosti a způsobuje jeho deformaci – tenzi. Senzor snímače hmotnosti převádí tuto tenzi na změnu odporu a následně na výstupní napětí. Velikost výstupního napětí je přímo úměrná hmotnosti působící na snímač hmotnosti.
Váhové snímače hmotnosti nebo též senzory snímače hmotnosti se používají v řadě různých průmyslových odvětví, která vyžadují přesné výsledky měření. Snímače hmotnosti zajišťují přesné měření hmotnosti zásobníků, nádrží, násypek či dopravníků. Snímače hmotnosti jsou navrženy tak, aby dokázaly odolat různým náročným průmyslovým aplikacím. Váživost snímačů hmotnosti je velmi rozdílná. Některé snímače hmotnosti jsou vhodnější do laboratorních aplikací, zatímco jiné jsou určeny ke zpracování objemných šarží či pro logistické aplikace.
Snímače hmotnosti musejí splňovat požadavky celosvětově vyžadovaných homologačních předpisů a norem. Patří mezi ně elektronické snímače hmotnosti, analogové snímače hmotnosti a hydraulické snímače hmotnosti, které umožňují přestavbu vašich konstrukcí na váhu. Snímače hmotnosti se používají v podlahových váhách, pásových dopravníkových váhách, váhových systémech, paletových váhách, váhách pro kontrolní vážení, jakož i ve váhách se snímači hmotnosti a dopravníkových váhách. Technologie hmotnostních snímačů od společnosti METTLER TOLEDO se mimo jiné vyznačuje robustností, díky které odolává náročnému prostředí. Používají se zpravidla k vážení zásobníků, nádrží, sil a nákladních vozidel.
Jak navrhnout snímač hmotnosti?
Snímače hmotnosti se především rozlišují podle svého provedení. Jednobodové snímače hmotnosti se používají v malých a středně velkých aplikacích. Tenzometrické snímače se uplatňují v podlahových váhách a ve váhách pro středně velké zásobníky. Válcové snímače hmotnosti se využívají v aplikacích s požadavkem na velmi vysokou váživost. Dalším kritériem, podle kterého rozlišujeme druhy a způsoby použití snímačů hmotnosti, je poskytovaný výstup. Analogové snímače hmotnosti vyžadují k amplifikaci a převodu signálu z analogového na digitální (A/D) použití externího terminálu. Naproti tomu digitální nebo elektronické snímače hmotnosti jsou vybaveny vestavěnou „inteligencí“, která nabízí výhody v podobě vyšší přesnosti, mnohem robustnějšího přenosu dat a možnosti sledování stavu snímače pro snazší údržbu. Cena snímačů hmotnosti se liší v závislosti na požadovaném výkonu. U společnosti METTLER TOLEDO můžete zakoupit snímače hmotnosti jakéhokoli druhu – nabízíme širokou škálu konstrukcí v různých cenových relacích.
Jak přesné jsou snímače hmotnosti?
Pokud jde o snímače hmotnosti, často se zaměňují pojmy přesnost a rozlišení (tzv. odečitatelnost). Odečitatelnost vyjadřuje, kolik číslic se zobrazuje na ukazateli váhy. Více číslic však ještě neznamená vyšší přesnost. Přesnost vyjadřuje, nakolik výsledky vážení odpovídají skutečnosti (výpočet přesnosti a váživosti snímače hmotnosti). Váhové snímače hmotnosti s certifikací LFT (stanovená měřidla) mají z dobrého důvodu omezenou odečitatelnost, aby nedocházelo k interpretaci výsledků. Nejlepší měřítko přesnosti proto představuje certifikace stanoveného měřidla. Senzory snímačů hmotnosti nabízejí zpravidla přesnost 1 / 3 000 d až 1 / 10 000 d (bývá rovněž uvedena ve specifikacích snímače hmotnosti). Snímače hmotnosti, které využívají obnovení síly, dosahují přesnosti 1 / 200 000 a vyšší. Za ideálních podmínek, tedy za stabilní teploty a vlhkosti vzduchu, může být přesnost i 5–10krát vyšší.
Výpočet celkové přesnosti váhových snímačů hmotnosti však bývá značně složitý. Je třeba zohlednit celou řadu vlivů, jakými jsou teplota, čas, rozlišení a další. Doporučujeme požádat o radu výrobce snímače hmotnosti. Nástroj pro výběr váhových součástí nabízí profesionální výpočty.
Jak mohou snímače hmotnosti selhat?
Poruchy snímačů hmotnosti mohou mít několik důvodů. Nejběžnějším zdrojem poruch jsou slučovací skříňky v systémech analogových snímačů hmotnosti. Pokud takový systém analogových snímačů selže, odstraňování potíží může být složité, neboť je třeba zkontrolovat každý kabel snímače hmotnosti, každý snímač hmotnosti a každou slučovací skříňku snímače hmotnosti. Digitální snímače hmotnosti eliminují tento a mnoho dalších zdrojů poruch tím, že poskytují diagnostická data. Po zpracování těchto dat si můžete být jisti, že váš systém je plně funkční, a v případě selhání snímače hmotnosti vám systém přesně řekne, který snímač hmotnosti nereaguje.
Jak snímače hmotnosti měří?
Snímače hmotnosti slouží k měření hmotnosti libovolného materiálu (například pomocí snímače hmotnosti 50 kilogramů, snímače hmotnosti 10 tun, snímače hmotnosti 50 tun, snímače hmotnosti 100 tun nebo snímače hmotnosti s jakoukoli jinou váživostí). Nabídka snímačů hmotnosti zahrnuje mnoho modelů, od mikrosnímačů do senzorů snímačů hmotnosti po několik vysokokapacitních snímačů hmotnosti s váživostí několika set tun do vysokokapacitních vah. Nízké hmotnosti jsou vyžadovány například ve farmaceutických aplikacích, kde i zlomek gramu může znamenat naprosto zásadní rozdíl. Snímače hmotnosti se středně velkou váživostí se používají zpravidla ke zpracování a k obchodu s materiály (např. snímač hmotnosti 5 tun). Vysoké váživosti se uplatňují ve skladových aplikacích.
Jak si vyberu snímač hmotnosti? Jaké znalosti potřebuji při výběru snímače hmotnosti uplatnit?
Obvyklý problém při použití snímačů hmotnosti představuje použití nevhodné ochrany. Snímače hmotnosti jsou velmi citlivé na vlhkost a pravidelné oplachování vodou. Ani vysoký stupeň krytí IP není vhodný pro horké páry. V případě vysoké vlhkosti a náhlých změn teploty (chladné prostředí, oplachování horkou vodou) se vždy doporučuje volit hermeticky uzavřené nerezové snímače hmotnosti. Hodláte-li tedy zakoupit snímače hmotnosti, je třeba zohlednit celou řadu aspektů.
Náklady na kalibraci systémů snímačů hmotnosti se často podceňují. Jestliže váš systém kvality vyžaduje pravidelnou kalibraci takových váhových systémů, vyhledejte poradenství k zajištění té nejefektivnější metody u společnosti METTLER TOLEDO. Metoda, která je v souladu s normou ISO9001, vyžaduje nezávislé kalibrační vybavení splňující požadavky mezinárodních norem. Za žádných okolností nelze předpokládat, že kalibrace je trvalá a že váhový snímač hmotnosti nebude nikdy vyžadovat rekalibraci. Efektivní způsob kalibrace větších váhových zásobníků představuje kalibrační metoda RapidCal™.
Instalace váhového snímače hmotnosti je často podceňována, ačkoli ovlivňuje jeho přesnost. K zapojení snímačů hmotnosti se v každém případě doporučuje použít stíněné kabely, protože napětí signálu je velmi nízké, takže je velmi citlivé na rušení. Vybírejte co nejkratší kabely, protože odpor mědi se mění s teplotou. A čím nižší odpor kabelu, tím lépe.
Integrace váhových snímačů hmotnosti bývá často složitá a vyžaduje dobrou znalost použitých technologií. Váhové moduly představují vyšší integrační celek a poskytují snímači hmotnosti bezpečnost a ideální podmínky zatěžování. Přečtěte si podrobné informace o výběru vhodných váhových modulů a v naší nabídce si najděte ten nejvhodnější snímač hmotnosti.
Jaký je rozdíl mezi snímačem hmotnosti a tenzometrem?
Tenzometry jsou součástí snímače hmotnosti. Snímače hmotnosti představují protisílu, která převádí zatížení na tenzi. Tuto tenzi měří senzor snímače hmotnosti, který převádí její odpor na elektrickou veličinu. Tuto veličinu lze měřit a zobrazovat v podobě výsledku vážení. V případě snímače hmotnosti 10 tun i snímače hmotnosti 100 tun se jedná o stejný princip.
Jaký je účel snímače hmotnosti?
Snímače hmotnosti neměří přímo hmotnost, ačkoli by to bylo ideální, nýbrž sílu. To znamená, že každá další náhodná vertikální síla, která působí na váhové snímače hmotnosti, přímo ovlivňuje přesnost měření. Mezi typické příklady se řadí síly s původem v potrubí v nádrži, kontakt s podlahou, např. z důvodu nahromaděných nečistot, dotyk kabelů v případě hmotnostních snímačů a systémů s nízkou váživostí, vertikální vibrace apod. Chcete-li těmto problémům předejít a najít vhodný snímač hmotnosti, obraťte se na našeho specialistu.
Co je citlivost snímače hmotnosti?
Citlivost váhového snímače hmotnosti je často zcela zásadní. Čím vyšší je obnovovací rychlost, tím je plnění přesnější. To platí i v případě dávkovacích systémů: Zde lze recepturu mnohem snáze přizpůsobit aktuálním podmínkám, je-li měření váhovým snímačem hmotnosti citlivější. Citlivost sice něco stojí, ale může přinést obrovské výhody.
Jaký je výstup snímače hmotnosti? Jakým způsobem se výstup snímače hmotnosti vypočítává?
Většina snímačů hmotnosti poskytuje analogový výstup 2–3 mV/V. Jelikož se jedná o pasivní zařízení, potřebují ke své excitaci externí napájecí zdroj. Výstupní signál se mění na základě relativního excitačního napětí a aktuálního zatížení. Proto je důležité používat vysoce stabilní excitační zdroj, který eliminuje vlivy způsobené napájecím zdrojem. Snímač hmotnosti 2 mV/V poskytuje při plné váživosti a napájení 10 V výstup pouhých 20 mV. Moderní terminály (čtečky snímače hmotnosti) jsou vybaveny stabilním napájecím zdrojem a přesnou amplifikací výstupního signálu pro převod výsledků na digitální data. Pro kvalitní signál je důležité řádné zapojení snímače hmotnosti.
Co se u snímače hmotnosti rozumí excitačním napětím?
Snímače hmotnosti jsou pasivní zařízení, takže ke své excitaci potřebují externí napájecí zdroj. Změna excitačního napětí v důsledku aktuálního zatížení může způsobovat chyby. Proto je naprosto nezbytné používat vysoce stabilní excitační zdroj, který eliminuje chyby způsobené napájecím zdrojem. Moderní terminály jsou vybaveny stabilním napájecím zdrojem a přesnou amplifikací nízkého výstupního signálu pro převod výsledků na digitální data.
Co je hydraulický snímač hmotnosti?
Hydraulické snímače hmotnosti fungují na principu měření změny tlaku při zatížení kapaliny v uzavřené nádobě. Změnu tlaku měří tlakové čidlo. Hydraulické snímače nevynikají přesností a v současnosti se používají jen zřídka. Jejich hlavní výhoda, která spočívala v robustnosti těchto snímačů v dobách, kdy elektronika ještě nebyla příliš přesná, je již dávno minulostí.
Jsou snímače hmotnosti lineární?
Snímače hmotnosti bývají zpravidla vysoce lineární. Linearita činí do 0,03 %, ale může být i mnohem lepší. Současné váhy se obvykle kalibrují v nulovém a v maximálním bodě rozsahu. Taková kalibrace prokazuje, že rozsah mezi těmito dvěma hodnotami je lineární.
Kolik snímačů hmotnosti potřebuji? Budou pro vážení zásobníku se 3 nebo 4 nohami stačit 1 nebo 2 snímače?
Menší počet snímačů hmotnosti, než je počet noh zásobníku, lze použít u systémů s kontrolou hladiny kapalin. Důležité je zajistit, aby se při vodorovném posunu materiálu v zásobníku neměnilo těžiště celé soustavy. Takové systémy se však vyznačují nižší přesností. Nepoužívejte je v případě sypkých materiálů.
Je elektronika čidel PT1000 a PT100 kompatibilní s analogovými snímači hmotnosti?
Analogové snímače hmotnosti jsou vybaveny rozhraním mV/V, které se od teplotních snímačů, jako jsou modely PT100 a PT1000, odlišuje. Jejich použití proto vyžaduje zvláštní elektroniku.
Jak kalibrovat snímač hmotnosti?
Snímače/senzory hmotnosti je třeba kalibrovat přímo na místě použití. Hlavním důvodem pro tento požadavek jsou změny gravitace na různých místech. Snímač hmotnosti vyrobený v místě A a používaný na místě B by bez kalibrace na místě použití způsoboval chyby. Dalším důvodem pro kalibraci na místě použití je průběžné opotřebení samotného přístroje, kterému podléhá veškeré technické vybavení. Podle toho, nakolik je přesnost v procesu důležitá, se kalibrace váhy provádí zpravidla každé 1–2 roky.
Co je digitální snímač hmotnosti? Jak digitální snímače hmotnosti fungují?
Digitální snímače hmotnosti POWERCELL® ve váhových modulech PowerMount™ jsou vybaveny vestavěným mikroprocesorem, který poskytuje funkce sledování stavu a který ihned přizpůsobí snímač každé změně prostředí. Digitální snímače hmotnosti POWERCELL® zajišťují přesné vážení bez ohledu na vliv vibrací a teploty. Strojním projektantům, konstruktérům a jejich zákazníkům umožňují dosáhnout nejvyššího možného výstupu.
Co je snímač hmotnosti pro váhové strojní zařízení?
Váhový snímač hmotnosti pro váhové strojní zařízení se používá v řadě různých průmyslových odvětví, která vyžadují přesné výsledky měření. Snímače hmotnosti pro váhová strojní zařízení zajišťují přesné měření hmotnosti zásobníků, nádrží, násypek či dopravníků. Technologie snímačů hmotnosti je zvolena tak, aby snímače hmotnosti dokázaly odolat různým náročným průmyslovým aplikacím. Váživost snímačů hmotnosti pro váhová strojní zařízení je velmi rozdílná. Některé snímače hmotnosti jsou vhodnější do laboratorních aplikací, zatímco jiné jsou určeny ke zpracování objemných šarží či pro logistické aplikace.
Snímače hmotnosti pro váhová strojní zařízení musejí splňovat požadavky celosvětově vyžadovaných homologačních předpisů a norem. Sortiment našich snímačů hmotnosti obsahuje i jednostranné nosníkové snímače hmotnosti, které umožňují přestavbu stávajících konstrukcí na váhu. Nosníkové snímače hmotnosti se používají v různých podlahových váhách, pásových dopravníkových váhách, paletových váhách, váhách pro kontrolní vážení, jakož i v dopravníkových váhách a systémech. Technologie válcových/kruhových snímačů hmotnosti se rovněž vyznačují robustností do mimořádně náročných podmínek. Používají se zpravidla k vážení zásobníků, nádrží, sil a nákladních vozidel.