Što je pretvarač sile?

Pretvarač sile pretvara izmjerene sile koje predstavljaju silu, težinu i tlak u prenesene izlazne signale. Ti se signali mogu slati na indikatore, kontrolere ili sustave za prikupljanje podataka spojenih na računala. Većina pretvarača sile ima analogne ili digitalne elektroničke, pneumatske ili hidraulične izlaze, ovisno o potrebama primjene. Pretvornik sile može biti mali kao glava igle, mjeriti samo gram sile (1/28 unce) ili velik kao stup mosta, mjeriti stotine tona (1 tona je jednaka 2000 funti ili 909 kilograma) .

Rani pretvarači sile bili su hidraulički. Cilindri, mjehovi ili dijafragme pretvaraju sile u signale tlaka koji su očitani na pokazivačima. Prednost hidraulike je u tome što su pokazivači na različitim mjestima na istoj liniji omogućili nekoliko ljudi da istovremeno dobiju i koriste informacije. Drugi je da su hidraulika inherentno zapečaćeni sustavi, što ih čini općenito robusnim, pouzdanim i nepropusnim za vodu i druge zagađivače.

Kasnije su u upotrebu ušli sustavi pretvarača sile s pneumatskim izlazima, koji su omogućili jednostavnu integraciju u pneumatske sustave upravljanja procesima koristeći univerzalnu konvenciju o izlazu od 3-15 psi. Mnogi korisnici hidrauličkih sustava samo su instalirali pneumatski odašiljač tlaka u hidrauličku cijev od već postavljenog pretvarača hidrauličke sile. Pneumatski pretvarači sile također su bili široko korišteni za izravnu kontrolu kočnica napetosti namota na strojevima za valjanje u industriji papira.

Napredak u umjetnosti senzora za mjerenje naprezanja od 1950-ih promijenio je način mjerenja sila. Osjetilni element temelji se na odnosu između električnog otpora i produljenja, uvijanja ili drugog fizičkog izobličenja žice s vodljivom niti, folije ili tankog filma od normalnog položaja mirovanja. Kada su ovi vodiči bili spojeni na grede, igle, osovine ili ploče, omogućili su implementaciju vrlo preciznih, ponovljivih i robusnih sustava pretvarača sile zvanih ćelije opterećenja. Primjenjivali bi se na svako područje ljudskog poduzetništva, od industrije i trgovine do transporta, zdravstvene skrbi, znanstvenih istraživanja i osobne elektronike. Koriste se u posudama za vaganje, vagama i za medicinska mjerenja kao što je krvni tlak.

Sustavi pretvarača sile temeljeni na senzorima za mjerenje naprezanja ili mjernim ćelijama općenito su jeftini za proizvodnju. Oni uključuju naponsku pobudu za senzor i balansni mostni krug, dio za pojačalo, skaliranje i elektroniku za kondicioniranje za izlaz. Analogni izlazi mogu se kretati od istosmjernih (DC) napona koji prevladavaju u znanstvenim, medicinskim i obrambenim aplikacijama, do standardnih izlaza istosmjerne struje od 4-20 miliampera za industrijske upravljačke sustave. Pretvornici sile izravno povezani s računalima i multiplekserima mogu uključivati ​​RS-232 serijska sučelja, veze univerzalne serijske sabirnice (USB) i industrijske podatkovne autoceste kao što je Modbus®. Vage za hranu u kuhinjama osoba na dijeti ili digitalni mjerači tlaka u gumama na privjescima za ključeve uključuju minijaturne pretvarače sile s jednostavnim zaslonima s tekućim kristalima (LCD).