Czujnik wagowy | Siłomierz puszkowy | Czujnik siły | Przetwornik siły

Głównym komponentem czujnika wagowego jest element pomiarowy. Przez wzgląd na swoją konstrukcję, siła oddziałująca na ten element, wywołuje jego proporcjonalne odkształcenie się.

Elementy pomiarowe wytwarzane są zazwyczaj z niklowanych, pełnowartościowych stopów stali, obrabianych na gorąco stali szlachetnych, poddanych obróbce na gorąco stopów aluminium lub stopu berylowego z miedzią. Czujniki przyklejane na element pomiarowy odmierzają siłę oddziałującą na nie i odkształcają się pod jej wpływem. Materiał oporowy czujnika ulega identycznym odkształceniom, co element, na którym czujnik został przyklejony.

W zależności od ułożenia elementu oporowego i samego kształty, wyróżniamy tensometry wężykowe (drut rezystancyjny uformowany w kształcie wielokrotnego wężyka), tensometry kratowe (szereg drucików ułożonych równolegle i połączonych znacznie grubszymi odcinkami taśmy miedzianej) oraz tensometry oporowe foliowe – spotykane i stosowane najczęściej.

Czujniki pracujące na zginanie to czujniki do wag jedno- i wieloczujnikowych (na przykład platformowych, zbiornikowych). Czujniki te umożliwiają duże wygięcie przy użyciu względnie małych sił i nadają się w związku z tym do niskich obciążeń. W odróżnieniu do innych czujników, mogą zostać wykorzystane w większych odkształceniach statycznych przy zachowaniu swoich funkcji.

Czujniki na ścinanie stają się coraz bardziej popularne do pomiaru średnich i wysokich obciążeń nominalnych we wszystkich typach zastosowań. Zasada pomiaru siły ścinającej zapewnia standardowy profil dla danego obciążenia nominalnego, wysoką odporność na siły poprzeczne oraz stosunkowo niską czułość na punkt obciążenia. Ułatwia to ich wykorzystanie w wielu aplikacjach ważenia. Przeciążalność jest zwykle nieco lepsza niż w przypadku gięcia prętów, chociaż ograniczenia mechaniczne są trudniejsze do wdrożenia ze względu na niewielkie odkształcenie.

Czujniki obciążnikowe działają na zasadzie siły ścinającej, siły zginającej, skręcania pierścienia lub pomiaru kolumny. Wbudowany element kolumny składa się z co najmniej jednego łącza. Proste czujniki siły ściskającej zbudowane dla bardzo wysokich obciążeń nominalnych są duże, ciężkie i dlatego trudniejsze w obsłudze. Płaskie ogniwa pomiarowe mogą być produkowane, jeśli obciążenie jest przenoszone przez trzy lub więcej kolumn, każda z zestawem tensometrów. Odpowiednie tensometry wszystkich kolumn są połączone szeregowo w odpowiednich ramionach mostka Wheatstone'a. Rezultatem jest nie tylko niski ogólny profil, ale także lepsza wydajność przy mimośrodowym obciążeniu.

Ponieważ ogniwa obciążnikowe ściskające nie są narażone na moment mechaniczny typowy dla zginania prętów, mają doskonałe obciążenie zrywające. Jednak ze względu na ich stosunkowo niewielkie odkształcenie, te czujniki wagowe są bardziej wrażliwe na obciążenia udarowe.

Zasada pomiaru skręcania pierścienia jest stosunkowo nowa i idealnie nadaje się do poziomów obciążenia, dla których zwykle stosuje się pręty ścinane i zginane. Ten czujnik wagowy jest zwykle płaski i wykonany ze stali nierdzewnej z czterema okrągłymi tensometrami umieszczonymi w pełnym obwodzie mostkowym. Jest on przyklejany do pierścieniowej części korpusu pomiarowego, która ugina się pod wpływem obciążenia. Średnica pierścienia zmniejsza się u góry, a zwiększa się u dołu. Oznacza to, że przy obciążeniu dwa tensometry są ściskane, a dwa rozciągane.

Struktura geometryczna elementu pomiarowego zapewnia lepsze parametry pod względem zachowania pełzania i histerezy w porównaniu z pomiarami opartymi na zasadzie pomiaru siły ścinającej lub siły zginającej.

Ponieważ obciążenie działa jak siła ściskająca, pierścieniowy czujnik obciążenia skręcającego nie jest poddawany mechanicznemu momentowi typowemu dla gięcia prętów. Dlatego jest z natury bezpieczniejszy, a jednocześnie wyjątkowo płaski. Mechaniczna ochrona przed przeciążeniem jest gwarantowana przez stałą odległość między pierścieniem wprowadzającym obciążenie a płytą podstawy. Ze względu na bardzo małe odkształcenie, ogniwa obciążnikowe ze skręcaniem pierścieniowym są idealne do szybkiego ważenia, ale są również bardziej wrażliwe na przeciążenia udarowe.