Kaj je pretvornik sile?

Pretvornik sile pretvarja izmerjene sile, ki predstavljajo silo, težo in tlak, v prenesene izhodne signale. Ti signali se lahko pošljejo na indikatorje, krmilnike ali sisteme za pridobivanje podatkov, ki so povezani z računalniki. Večina pretvornikov sile ima analogne ali digitalne elektronske, pnevmatske ali hidravlične izhode, odvisno od potreb aplikacije. Pretvornik sile je lahko tako majhen kot glava zatiča, ki meri le gram sile (1/28 unče) ali velik kot mostni steber, ki meri na stotine ton (1 tona je enaka 2000 funtov ali 909 kilogramov) .

Zgodnji pretvorniki sile so bili hidravlični. Cilindri, mehovi ali membrane so pretvarjali sile v tlačne signale, ki so bili odčitani na indikatorskih merilnikih. Prednost hidravlike je v tem, da so merilniki indikatorjev na različnih lokacijah na isti progi omogočili več ljudem, da pridobijo in uporabljajo informacije hkrati. Druga je, da so hidravlika sami po sebi zaprti sistemi, zaradi česar so na splošno robustni, zanesljivi in ​​neprepustni za vodo in druge onesnaževalce.

Kasneje so se začeli uporabljati sistemi pretvornikov sile s pnevmatskimi izhodi, ki so omogočili enostavno integracijo v pnevmatske sisteme za krmiljenje procesov z uporabo univerzalne konvencije izhoda 3-15 psi. Mnogi uporabniki hidravličnih sistemov so samo vgradili pnevmatski tlačni oddajnik v hidravlično cev iz že nameščenega pretvornika hidravlične sile. Pnevmatski pretvorniki sile so se pogosto uporabljali tudi za neposredno krmiljenje zavor napetosti navitja na valjarnih strojih v papirni industriji.

Napredek v umetnosti senzorjev za merilne mere od petdesetih let prejšnjega stoletja je spremenil način merjenja sil. Zaznavni element je temeljil na razmerju med električnim uporom in raztezkom, zvijanjem ali drugim fizičnim popačenjem prevodne žice z žarilno nitko, folije ali tankega filma iz normalnega mirovanja. Ko so bili ti prevodniki vezani na nosilce, zatiče, gredi ali plošče, so omogočili izvedbo zelo natančnih, ponovljivih in robustnih sistemov pretvornikov sile, imenovanih obremenitvene celice. Uporabili bi jih na vseh področjih človeškega podjetja, od industrije in trgovine do transporta, zdravstvenega varstva, znanstvenih raziskav in osebne elektronike. Uporabljajo se v tehtnicah, tehtnicah in za medicinske meritve, kot je krvni tlak.

Izdelava sistemov pretvornikov sile, ki temeljijo na senzorjih za merjenje napetosti ali obremenilnih celicah, je na splošno poceni. Vključujejo napetostno vzbujanje za senzor in izravnalno mostno vezje, ojačevalnik, skaliranje in kondicionirno elektroniko za izhod. Analogni izhodi se lahko gibljejo od enosmernih (DC) napetosti, ki prevladujejo v znanstvenih, medicinskih in obrambnih aplikacijah, do standardnih enosmernih tokovnih izhodov 4-20 miliamperov za industrijske krmilne sisteme. Pretvorniki sile, ki so neposredno povezani z računalniki in multiplekserji, lahko vključujejo serijske vmesnike RS-232, povezave z univerzalnim serijskim vodilom (USB) in industrijske podatkovne ceste, kot je Modbus®. Tehtnice za hrano v kuhinjah dietetikov ali digitalni merilniki tlaka v pnevmatikah na obesekih za ključe vključujejo miniaturne pretvornike sile s preprostimi zasloni s tekočimi kristali (LCD).