آچار گشتاور دیجیتال چگونه کار می کند: از سنسور تا نمایشگر

یک آچار گشتاور دیجیتال گشتاور اعمال شده را به صورت الکترونیکی اندازه گیری می کند و نتیجه را روی صفحه نمایش می دهد. در یک طراحی مبتنی بر کرنش معمول، بارگذاری آچار باعث تغییر شکل الاستیک کوچک در یک عنصر حسگر می شود. کرنش سنج ها به این تغییر شکل پاسخ می دهند و یک سیگنال الکتریکی تولید می کنند که الکترونیک حالت داده، دیجیتالی می کند و به خوانش گشتاور تبدیل می شود. صفحه نمایش آخرین مرحله این فرآیند اندازه گیری است. تنظیم هدف، خواندن زنده و پیک حفظ شده آن می‌تواند چیزهای مختلفی را توصیف کند، بنابراین درک اینکه هر مقدار از کجا می‌آید به توضیح اینکه ابزار واقعاً چه چیزی را نشان می‌دهد کمک می‌کند.

چگونه گشتاور اعمال شده یک سیگنال حسگر تولید می کند

تغییر شکل الاستیک در داخل ابزار

اعمال نیرو به دسته باعث ایجاد گشتاور در اطراف محور بست می شود. در داخل آچار، آن بار نیز تغییر شکل کوچکی در سازه حامل آن ایجاد می کند. یک عنصر حسگر به گونه ای طراحی شده است که به طور قابل پیش بینی در محدوده عملیاتی خود پاسخ دهد و به ابزار امکان می دهد پاسخ خود را با گشتاور اعمال شده مرتبط کند.

این تغییر شکل الاستیک است: وقتی بار برداشته می شود، عنصر تمایل دارد به شکل اولیه خود بازگردد. این بدان معنا نیست که آچار باید به طور قابل مشاهده خم شود. حرکت مورد نیاز برای اندازه‌گیری می‌تواند بسیار کوچک باشد تا بتوان آن را دید.

آرایش مکانیکی بین طرح ها متفاوت است. بسته به اینکه ابزار چگونه بار را حمل و حس می کند، یک حسگر ممکن است به کرنش خمشی یا پیچشی پاسخ دهد. عنصر حسگر و قرارگیری گیج از آن طراحی مکانیکی پیروی می کند.

چگونه یک استرین گیج این تغییر شکل را تشخیص می دهد

یک کرنش سنج پیوندی با کشیده شدن یا فشرده شدن سطح زیرین، مقاومت الکتریکی را تغییر می دهد. چیدمان گیج ها در مدار پل به الکترونیک اندازه گیری اجازه می دهد تا تغییرات مقاومت کوچک را به عنوان اختلاف ولتاژ تشخیص دهد.

خروجی پل با بار روی عنصر حسگر تغییر می کند. با اندازه گیری آن پاسخ، الکترونیک می تواند گشتاور اعمال شده را دنبال کند. خود سنج نیازی به اشاره گر یا حرکت قابل مشاهده برای نشان دادن تغییر ندارد.

در این مرحله، ابزار پاسخ الکتریکی به بارگذاری دارد. هنوز عدد تمام شده ای ندارد که در N·m بیان شود.

چگونه الکترونیک سیگنال را به داده دیجیتال تبدیل می کند

بریج تحریک، تقویت و فیلتر کردن

یک سنسور مبتنی بر پل به تحریک الکتریکی نیاز دارد تا تغییرات مقاومت آن بتواند خروجی قابل اندازه گیری ایجاد کند. سپس سیگنال حاصل باید برای مرحله بعدی سیستم اندازه گیری مناسب باشد.

تقویت یک سیگنال کوچک را به یک محدوده مفید برای اندازه گیری می آورد. فیلتر کردن به کنترل اجزای سیگنال ناخواسته، مانند نویز الکتریکی، که می‌تواند در نتیجه اختلال ایجاد کند، کمک می‌کند. این توابع همراه با تحریک، خروجی سنسور را برای تبدیل آماده می کنند.

اینها مراحل عملکردی هستند، نه لزوماً اجزای جداگانه روی یک برد مدار. برخی از دستگاه ها چندین عملکرد را در یک مدار مجتمع ترکیب می کنند. اجرای آنها همچنین شامل انتخاب هایی در مورد سرعت پاسخ و نویز است، بنابراین یک صفحه نمایش واضح به تنهایی نشان نمی دهد که چگونه الکترونیک زیربنایی یک بار در حال تغییر را پردازش می کند.

تبدیل آنالوگ به دیجیتال

مبدل آنالوگ به دیجیتال یا ADC سیگنال الکتریکی شرطی شده را به صورت داده عددی نشان می دهد. سپس پردازنده می تواند از این داده ها برای محاسبه مقدار گشتاور و مدیریت نمایشگر استفاده کند.

دیجیتالی شدن، اندازه گیری را برای پردازش عددی در دسترس قرار می دهد. این ابزار می‌تواند از اندازه‌گیری‌های متوالی برای به‌روزرسانی یک نمایشگر زنده، حفظ یک پیک اندازه‌گیری شده یا مقایسه خواندن با یک هدف انتخاب‌شده استفاده کند. مبدل داده ها را تامین می کند. پردازش نحوه استفاده از آن داده ها را مشخص می کند.

چگونه داده های دیجیتالی به خواندن گشتاور تبدیل می شوند

ارتباط خروجی سنسور با گشتاور شناخته شده

خروجی مبدل ذاتاً مقداری بر حسب نیوتن متر نیست. سیستم اندازه گیری مونتاژ شده به رابطه ای بین پاسخ الکتریکی و گشتاور شناخته شده نیاز دارد.

این رابطه به ابزار اجازه می دهد تا تغییرات در خروجی سنسور را به تغییرات در گشتاور مشخص شده تبدیل کند. کالیبراسیون نشانه های ابزار را با مقادیر مرجع در شرایط مشخص مقایسه می کند. در مواردی که تعدیل لازم است، این یک اقدام جداگانه است. صرفاً انجام کالیبراسیون ابزار را به طور خودکار تصحیح نمی کند.

تبدیل ممکن است از ضرایب ذخیره شده یا پردازش های دیگر متناسب با طرح استفاده کند. اجرای هرچه که باشد، این رابطه برای سیستم اندازه گیری کامل، از عنصر بارگذاری شده تا نشانه اعمال می شود. شمارش مبدل خام تنها زمانی مفید می شود که به کمیت اندازه گیری شده مرتبط باشد.

افست صفر و واحدهای مهندسی

یک سیستم اندازه گیری می تواند یک آفست داشته باشد: یک خروجی غیر صفر حتی زمانی که بار اعمال شده مورد نظر صفر باشد. یک تابع صفر کردن مرجع مورد استفاده برای خواندن های بعدی را با پیروی از دستورالعمل های ابزار ایجاد می کند.

صفر کردن و کالیبراسیون به سوالات مختلفی می پردازد. ایجاد یک صفر بدون بار نشان نمی دهد که ابزار در سراسر محدوده گشتاور خود به درستی خوانده می شود. Offset خطای نقطه شروع را توصیف می کند. gain مقیاس پاسخ را توصیف می کند. تصحیح نقطه شروع به تنهایی رابطه ای را در طول اندازه گیری ایجاد نمی کند.

هنگامی که ابزار گشتاور را تعیین کرد، می تواند آن مقدار را در یک واحد پشتیبانی مانند N·m یا ft·lb بیان کند. با تغییر واحد، نمایش عددی کمیت تغییر می کند. گشتاور فیزیکی متفاوتی در مفصل ایجاد نمی کند.

آنچه نمایشگر در حین و پس از سفت کردن نشان می دهد

گشتاور زنده، اوج گشتاور و تنظیم هدف

تنظیم هدف مقدار وارد شده برای یک عملیات است. یک قرائت زنده نشان دهنده گشتاور اندازه گیری شده با تغییر بار است. خواندن پیک بالاترین مقدار اندازه گیری شده را در طول چرخه اندازه گیری تعریف شده دستگاه حفظ می کند.

این ارزش ها اهداف مختلفی را دنبال می کنند. هدف به اپراتور می گوید که چه مقداری انتخاب شده است. شواهدی وجود ندارد که این گشتاور قبلاً اعمال شده باشد. یک پیک حفظ شده می تواند پس از کاهش نیرو قابل مشاهده باقی بماند، در حالی که یک صفحه نمایش ردیابی اندازه گیری در حال تغییر را دنبال می کند.

YouBar آچار گشتاور دیجیتال جغجغه ای حالت‌های PEAK و TRACK، از پیش تنظیم‌شده گشتاور P0–P9، و هشدارهای صوتی و تصویری هدف را فهرست می‌کند. این ویژگی ها نحوه ارائه و استفاده ابزار از اطلاعات اندازه گیری را توصیف می کند. هشدار نباید به عنوان توقف خودکار در نیروی اعمال شده تفسیر شود.

هنگام بررسی YouBar محدوده آچار گشتاور دیجیتال، این عملکردهای نمایشگر را با اطلاعات مورد نیاز عملیات خود مطابقت دهید. برای الزاماتی که فراتر از مشخصات منتشر شده است، در مورد نیازهای اندازه گیری و نمایش بحث کنید برای مدل خاص