Jak właściwie powstaje wartość masy? Wszystko zaczyna się w momencie, gdy na tensometryczny czujnik obciążenia zaczyna oddziaływać siła. W metalowym korpusie czujnika dochodzi do nieznacznego odkształcenia sprężystego, które stanowi podstawę całego procesu pomiaru.

Dokładny wynik jest zasługą całego systemu ważenia

Każdy system ważenia składa się z trzech podstawowych części. Pierwszą z nich jest nośnik obciążenia, czyli konstrukcja, na której umieszcza się ważony materiał lub pojazd. Drugą część stanowią czujniki obciążenia, a trzecią – jednostka analizująca, która przetwarza zmierzone dane i przekształca je na końcową wartość masy.

To właśnie czujniki obciążenia przekształcają działającą siłę na sygnał elektryczny, który jest następnie przetwarzany przez jednostkę analizującą.

Tenzometr jako podstawa całego pomiaru

W standardowej technice ważenia najczęściej stosuje się tensometryczne czujniki obciążenia. Ich podstawą jest metalowy korpus, na którego powierzchni przyklejone są tensometry. Sam korpus może być wykonany na przykład ze stopu aluminium, stali niklowanej lub stali nierdzewnej. Wybór materiału zależy od wymaganej nośności, środowiska pracy oraz konkretnego zastosowania.

Najważniejsze jest niemal niewidoczne odkształcenie

Gdy tylko na wagę zacznie oddziaływać obciążenie – na przykład gdy pojazd ciężarowy wjedzie na wagę mostową lub gdy zasobnik zacznie się napełniać materiałem – obciążenie przenosi się na czujniki.

Metalowy korpus czujnika ulega nieznacznej deformacji pod wpływem działającej siły. Nie jest to uszkodzenie ani trwałe wygięcie, lecz bardzo niewielka odkształcenie sprężyste, które stanowi część normalnego działania czujnika. Wraz z metalowym korpusem odkształca się również przyklejony tensometr.

Właśnie ten moment stanowi początek całego procesu pomiarowego.

Zastosowanie w silosach i zbiornikach rolniczych

Identyczna zasada działania dotyczy ważenia technologicznego w gospodarstwach. Czujniki tensometryczne montuje się bezpośrednio pod nogami silosów paszowych, zbiorników na ziarno czy cystern na płynne nawozy i mleko. Podczas napełniania lub opróżniania naczyń konstrukcja lekko naciska na czujnik, co pozwala na bieżąco monitorować dokładną ilość magazynowanego surowca bez konieczności przemieszczania go na inną wagę.

Zmiana właściwości elektrycznych przekształca się w sygnał mierzalny

W wyniku odkształcenia tensometru dochodzi do zmiany jego właściwości elektrycznych. Zmiana ta przejawia się na wyjściu czujnika w postaci sygnału elektrycznego odpowiadającego wielkości działającej siły.

Zmiany te są przy tym bardzo niewielkie. Sam czujnik nie określa zatem masy końcowej, ale dostarcza dokładnych informacji o obciążeniu, które są następnie przetwarzane przez elektronikę systemu ważącego.

Moduł analizujący przekształca sygnał na wartość masy

Sygnał elektryczny z czujników trafia do jednostki analizującej, gdzie jest przetwarzany i za pomocą przetwornika A/D przekształcany na wartość liczbową, która następnie wyświetlana jest jako wynikowa masa.

Na dokładność wyniku wpływa nie tylko sam czujnik, ale także jakość jednostki analizującej oraz sposób, w jaki przetwarza ona odebrany sygnał.

Dokładność zależy od całego czujnika, a nie tylko od tensometru

Mogłoby się wydawać, że decydującym elementem jest wyłącznie sam tensometr. W rzeczywistości jednak na wynikowy odczyt wpływa cała konstrukcja czujnika.

Znaczenie ma materiał, z którego wykonano korpus czujnika, jego stabilność, odkształcenia sprężyste, brak pełzania, rozmieszczenie tensometrów, a także ogólne rozwiązanie konstrukcyjne i know-how produkcyjne. Właśnie dlatego w ważeniu przemysłowym stosuje się wysokiej jakości czujniki od sprawdzonych producentów, którzy mają wieloletnie doświadczenie w ich opracowywaniu.

Pozornie prosta zasada, od której zależy dokładność ważenia

Cały proces, od obciążenia czujnika aż po wyświetlenie wynikowej masy, przebiega w mgnieniu oka. Za pojedynczą liczbą na wyświetlaczu kryje się jednak współdziałanie mechaniki, elektroniki oraz precyzyjnego przetwarzania sygnału.

Niezależnie od tego, czy chodzi o drogowe wagi pomostowe, wagi platformowe, czy też technologiczne ważenie zbiorników i silosów, zasada pozostaje ta sama. Działająca siła powoduje nieznaczne odkształcenie korpusu czujnika. To z kolei powoduje zmianę właściwości elektrycznych tensometru, która przejawia się w postaci sygnału elektrycznego. Sygnał ten jest następnie przetwarzany przez jednostkę analizującą i przekształcany na wartość masy. Dzięki temu można niezawodnie ważyć materiały, a także bardzo ciężkie ładunki w szerokim zakresie zastosowań przemysłowych i logistycznych.

W rolnictwie precyzyjny pomiar to nie tylko wagi mostowe dla ciągników i ciężarówek, ale także kontrola dawkowania pasz, weryfikacja plonów przyjmowanych z pola oraz stały nadzór nad stanem magazynowym w silosach. Dokładna informacja o masie chroni gospodarstwo przed stratami i pozwala lepiej planować logistykę oraz sprzedaż produktów rolnych.

Dlatego przy projektowaniu systemu ważenia należy zwrócić uwagę nie tylko na same czujniki, ale także na sposób ich zamocowania, jednostkę analizującą oraz ogólne rozwiązanie techniczne. Firma Manat podchodzi zatem do projektowania systemów ważenia w sposób kompleksowy – od doboru odpowiednich komponentów, poprzez ich instalację, aż po uruchomienie całego systemu. Szukasz sprawdzonego dostawcy rozwiązań wagowych? Przeczytaj artykuł: MANAT: Państwa niezawodny partner w dziedzinie systemów ważenia.