Оглавление
- Прочитайте специальный модуль деформации HX711 с Arduino
- Тензодатчик и НХ711
- Тензодатчики веса
- Тензодатчик. Принцип работы, характеристики
- Работа схемы
- Шаг 1. Что нам понадобится
- Датчик освещенности и плавное изменение яркости подсветки
- Определение маркировки проводов тензодатчика без документации
- Подключение:
- Подключение сенсорной кнопки к Ардуино
- Принцип работы электронных весов на основе Arduino
- Мигание светодиода после нажатия на кнопку
- Зачем все это необходимо
- Подробнее о датчиках:
- Схема подключения тензодатчиков к индикатору веса
- Классификация тензометрического оборудования
- Подробнее о датчиках:
- Подключение тензодатчиков
Прочитайте специальный модуль деформации HX711 с Arduino
http-equiv=»Content-Type» content=»text/html;charset=UTF-8″>yle=»margin-bottom:5px;»>Теги: Arduino HX711 Тензодатчики Электронная шкала
Модуль HX711 представляет собой 24-битный символический дифференциальный модуль / номер (A / D) модуль преобразования, который усиливается встроенным сигналом. Он имеет встроенный 128-кратный усиление, что может количественно оценить минутный сигнал (несколько мВ). HX711 имеет двусторонний канал (канал и канал B), процесс связи прост, но скорость дискретизации относительно низкая (10 Гц / 80 Гц), которая широко используется в электронных масштабах и других местах измерения напряжений или натяжения или натяжения Отказ
Входная цепь HX711 преобладают мостовой цепью, а классическая периферийная цепь чипа показана ниже:
Большинство примеров программ, заданных модулем HX711, представляют собой 51 однопологовые программы. Блоггеры перевели это, а драйвер HX711 Arduino написан. Ниже приведено содержимое программы:
uint8_t HX_SCK = D3;uint8_t HX_DT = D4;long count0;
void setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(115200); pinMode(HX_SCK, OUTPUT); pinMode(HX_DT, INPUT); ReadCount(); delay(100); count0 = 0; for(int i=0; i<8; i++) count0 += ReadCount(); count0 /= 8;}
void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: long count = ReadCount() — count0; Serial.println(count); delay(100);}
long ReadCount(){ digitalWrite(HX_SCK, LOW); while(digitalRead(HX_DT)); unsigned long count = 0; for(int i=0; i<24; i++) { digitalWrite(HX_SCK, HIGH); count <<= 1; digitalWrite(HX_SCK, LOW); if(digitalRead(HX_DT)) count |= 1; } digitalWrite(HX_SCK, HIGH); if(count & 0x00800000) count |= 0xFF000000; digitalWrite(HX_SCK, LOW); return (long)count;}
Интеллектуальная рекомендация
Пять сетевых моделей докеров: мост сеть -net = мост сеть по умолчанию, мост docker0 создается после запуска докера, и контейнер, созданный по умолчанию, также добавляется к этому мосту host network -n…
Цитата Основной класс OkHttpClient OkHttpClient представляет клиентский класс HTTP-запросов. В большинстве приложений мы должны выполнить new OkHttpClient () только один раз и сохранить его как глобал…
Вспомогательный класс синхронизации, который позволяет группе потоков ожидать друг друга, пока они не достигнут общей барьерной точки. В программе, включающей набор потоков фиксированного размера, эти…
Я открыл сервер live5 на другом компьютере и открыл vlc для приема данных. Я обнаружил, что иногда данные передаются через tcp, а иногда и через UDP. Мне всегда было интересно, написано ли оно мертвым…
Вам также может понравиться
…
Введение Создайте кнопку Xamarin.Forms в XAML. Событие нажатия кнопки. Измените стиль кнопки. Используйте Visual Studio 2019, чтобы создать кнопку, чтобы продемонстрировать, как настроить кнопку. Созд…
проблема шрифта matplot, есть следующие 3 способа Одним из них является глобальное управление из pylab, которое может управлять любыми шрифтами, связанными с экспериментом, и может управлять проблемам…
фильтр эффект Осуществляйте перехват запросов веб-ресурсов и выполняйте специальные операции, особенно предварительную обработку запросов. Сценарий применения Контроль доступа к веб-ресурсам Обработка…
Spring boot сообщает об ошибке при запуске shiro 1.4 для входа в систему Это потому, что сеанс не управляется Сиро, настройте один shiro.userNativeSessionManager: trueМожно решить, Основная проблема з…
Тензодатчик и НХ711
В состав микросхемы входит интегральный стабилизатор напряжения, что исключает необходимость применения внешнего стабилизатора. На вход синхронизации может быть подан любой импульсный сигнал от внешнего источника, вместе с тем АЦП допускает работу от встроенного генератора.
Основные технические характеристики НХ711:
- Разрядность АЦП – 24 бит
- Усиление по входу А – 64 или 128
- Усиление по входу В – 32
- Частота измерений – 10 или 80 раз в секунду
- Питающее напряжение – 2,6-5,5 В
- Потребляемый ток – менее 10 мА
- Входное напряжение – ± 40 мВ
На плате с АЦП имеются два разъёма – J1 и JP2, на которых имеются следующие обозначения:
- J1
- E –, E + питание тензорного моста
- A –, A + дифференциальный вход канала А
- В –, В + дифференциальный вход канала В
- JP2
- GND, VCC питание
- DT, SCK – информационные шины
Тензодатчики веса
Прежде всего, это тензодатчики веса. Будь то напольные весы в спальне посадивших себя на диету женщин, неизменные электронные атрибуты современных магазинов, промышленные установки взвешивания автомобилей на стройплощадках или балочные платформенные весы, без тензорезисторов не обойтись. В настоящее время ассортимент тензодатчиков веса настолько велик, что любой заинтересованный потребитель сможет без особого труда выбрать требуемую именно для его случая комплектацию. Остановимся на нескольких конструктивных типах промышленных тензодатчиков веса.
Консольные устройства в алюминиевом или стальном исполнении. Диапазон весовых нагрузок этих приборов достаточно широк, а разнообразие вариантов корпусного решения позволяет использовать их во многих хозяйственных и бытовых сферах.
Стальные тензодатчики типа «бочка» или «шайба». Обладают хорошими показателями по герметичности и защите устройства от внешних воздействий. Это касается и материала оболочки и изоляции электропровода.
Балочные весовые регистраторы. Область применения – измерение весовых нагрузок на мостовые и платформенные конструкции. Регистрируют деформации изгиба и сдвига. Фиксировать натяжение крепежных элементов помогут тензодатчики на растяжке, а допустимость подвесного груза на стройке S-образные.
Тензодатчик. Принцип работы, характеристики
Модуль для весов состоит из самого тензорезистивного датчика, который встроен в прочную конструкцию. Микросхема HX711 предназначена для усиления сигнала от тензорезистора и передачи данных в микроконтроллер. После калибровки модуля, можно вычислить степень деформации тензорезистивного датчика по изменению его сопротивления, и рассчитать силу, приложенную к конструкции (вес).
Принцип работы тензодатчика, устройство простейшего датчика
Рабочий элемент модуля – тензорезистор (проволока на гибкой подложке), которую приклеивают к измеряемому предмету. При деформации меняется сопротивление резистора, а соответственно меняется сигнал. Если откалибровать модуль и собрать надежную конструкцию весов на Arduino, то можно добиться хорошей точности. Отметим, что сам датчик может быть рассчитан на разный вес — от 2 кг и более.
Работа схемы
Схема устройства представлена на следующем рисунке.
Напряжение с выхода датчика силы (усилия) не будет идеально линейным, оно будет в определенной степени зашумлено. Для борьбы с этим эффектом в схеме включены два конденсатора параллельно резисторам делителя напряжения (роль одного из которых исполняет датчик силы).
Напряжение с выхода делителя напряжения мы будем подавать на один из каналов АЦП платы Arduino Uno. После осуществления аналого-цифрового преобразования мы полученное цифровое значение будем использовать для создания ШИМ сигнала (сигнала с широтно-импульсной модуляцией), с помощью которого и будет осуществляться управление буззером (звонком).
Таким образом, у нас будет ШИМ сигнал, коэффициент заполнения (отношение длительности импульса к периоду повторения) которого будет прямо пропорционален напряжению на выходе делителя напряжения. То есть чем больше будет это напряжение, тем более громкий звук будет выдавать звонок.
Шаг 1. Что нам понадобится
Arduino — в нашем уроке мы используем стандартный Arduino Uno, другие версии Arduino или клоны должны также работать.
HX711 на переходной плате — этот микрочип специально предназначен для усиления сигналов от весоизмерительных датчиков и передачи их в другой микроконтроллер. Весоизмерительные датчики подключаются к этой плате и она сообщает Arduino что измеряют датчики нагрузки.
Датчик нагрузки на 5 кг. Датчик нагрузки представляют собой металлические детали специальной формы к которым приклеиваются тензодатчики. Тензорезисторы — это резисторы, которые меняют свое сопротивление, когда они изогнуты. Когда металлическая часть изгибается, сопротивление тензодатчика изменяется (HX711 точно измеряет это небольшое изменение сопротивления). Вы можете купить HX711 и весоизмерительную ячейку здесь, например, на Амазоне — https://www.amazon.com/Degraw-Load-Cell-HX711-Combo/dp/B075317R45/.
Прочная плоская монтажная поверхность (x2) — идеальная жесткая деталь из твердой древесины или металла.
Провода разных цветов для подключения всех частей.
Электропитание для Arduino.
Датчик освещенности и плавное изменение яркости подсветки
Можно модифицировать проект так, чтобы в зависимости от уровня освещенности менялась яркость светодиода. В алгоритм мы добавим следующие изменения:
- Яркость лампочки будем менять через ШИМ, посылая с помощью analogWrite() на пин со светодиодом значения от 0 до 255.
- Для преобразования цифрового значения уровня освещения от датчика освещенности (от 0 до 1023) в диапазон ШИМ яркости светодиода (от 0 до 255) будем использовать функцию map().
Пример скетча:
#define PIN_LED 10 #define PIN_PHOTO_SENSOR A0 void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(PIN_LED, OUTPUT); } void loop() { int val = analogRead(PIN_PHOTO_SENSOR); Serial.println(val); int ledPower = map(val, 0, 1023, 0, 255); // Преобразуем полученное значение в уровень PWM-сигнала. Чем меньше значение освещенности, тем меньше мощности мы должны подавать на светодиод через ШИМ. analogWrite(PIN_LED, ledPower); // Меняем яркость }
В случае другого способа подключения, при котором сигнал с аналогового порта пропорционален степени освещенности, надо будет дополнительно «обратить» значение, вычитая его из максимального:
int val = 1023 – analogRead(PIN_PHOTO_RESISTOR);
Определение маркировки проводов тензодатчика без документации
Если у вас отсутствует описание тензодатчика, для определения маркировки проводов можно использовать обыкновенный мультиметр, при условии, что датчик аналоговый, а не цифровой.
- Измерьте сопротивление между всеми проводами. В 4-проводном тензодатчике имеется шесть комбинаций проводов, следовательно, вы получите 6 значений сопротивлений, одна пара проводов будет иметь сопротивление больше, чем все остальные.
- Пара с самым большим сопротивлением – это линия питания, оставшаяся пара проводов – линия сигнала.
- Подключите линию питания к весоизмерительному прибору, или подайте напряжение.
- Измерьте напряжение на линии сигнала, определив тем самым полярность подключения.
Подключение нескольких тензодатчиков при помощи соединительной (балансировочной) коробки
Как подключать несколько тензодатчиков при помощи балансировочной коробки можно посмотреть на видео
Заземление и экранирование при подключении тензодатчика.
Организация заземления и экранирования важный вопрос успешного создания весовой системы с использованием тензодатчиков. Надёжное решение данной задачи — ключ к правильной работе тензометрического датчика, генерирующего слаботочные сигналы. Кабели тензодатчиков должны иметь экранирующую оплетку, которая, при правильном подключении, обеспечивает защиту от электростатических и других помех.
Основное правило, которое нельзя нарушать: необходимо избегать «земляных» петель, т. е. заземлять устройства нужно в ОДНОЙ общей точке. Петли могут возникать если экран кабеля подключать к заземляющему контуру с двух концов. Поэтому, если корпус датчика надёжно заземлён и одновременно соединён с экраном — этого достаточно, в противном случае — соединить экран с заземлением только с любого ОДНОГО конца, например, в электрощите, где установлен прибор отдельным жёлто-зелёным проводом. Под «заземлением» мы понимаем защитное заземление, желто-зелёный провод. Использовать «нейтраль» в качестве «земли» очень нежелательно.
Подключение:
Тензодатчик (мостовой)
У данного тензодатчика 4 выходных провода:
Провода тензодатчика | Выводы микросхемы HX711 |
Красный провод | E+ |
Чёрный провод | E- |
Зелёный провод | A- |
Белый провод | A+ |
Тензодатчик (полумостовой)
У данного тензодатчика 3 выходных провода:
Провода тензодатчика | Выводы микросхемы HX711 |
Красный провод | E+ |
Чёрный провод | E- |
Белый провод | A+ |
Провода тензодатчика | Выводы микросхемы HX711 |
---|---|
Зелёный провод | A- |
HX711
Данная плата подключается к Arduino по 4 проводам:
Выводы микросхемы HX711 | Выводы Arduino |
GND | GND |
VCC | 5V |
DT | любой цифровой вывод (указывается в скетче) |
SCK | любой цифровой вывод (указывается в скетче) |
Подключение HX711 к Arduino можно осуществить одним из 2 способов:
- Напрямую к плате Arduino/Piranha UNO:
- К одному из шилдов для подключения:
Подключение сенсорной кнопки к Ардуино
Для использования сенсорной кнопки, как, впрочем, и всех остальных модулей и датчиков, её необходимо подключить к какой-либо плате arduino. В большинстве случаев используются стандартные модули с тремя контактами: питание, сигнал и земля. Их расположения от модели к модели меняются, на схеме они отображены согласно недавнему перечислению (сенсорная кнопка заменена переключателем по причине её отсутствии в Tincercad):
Важный момент: нужно помнить, сенсорной кнопке требуется в среднем полусекундная калибровка во время каждого запуска, что позволяет не беспокоиться о лишних шумах, которые, несомненно, возникали бы из-за различного положения кнопки в проектах. Поэтому не стоит сразу после запуска нажимать на кнопку, т.к. после этого наиболее вероятна некорректная работа устройства.
Сенсорный модуль, по своей сути аналогичен цифровой кнопке. Пока кнопка нажата, датчик отдаёт логическую единицу, а если нет, то логический ноль.
Принцип работы электронных весов на основе Arduino
Основным компонентом нашего проекта является датчик веса и модуль усиления HX711 для него. Внешний вид датчика веса показан на рисунке ниже. Как вы можете видеть, на его торце стоит отметка 10 кг. Также вы можете заметить слой защитного клея сверху датчика и 4 выходящих из датчика провода различного цвета. Более подробно назначение этих компонентов датчика будет рассмотрено далее в статье.
Датчик веса представляет собой устройство, которое преобразует приложенные к нему силу или давление в электрический сигнал. Он состоит условно из двух сторон, назовем их правой и левой стороной. Они сделаны из алюминиевых блоков. Как вы видите из представленной картинки, в центре датчика просверлено достаточно большое отверстие. Это и есть та часть датчика, которая испытывает деформацию при приложении к датчику усилия (груза). Теперь представьте, что правая сторона датчика закреплена на основании, а к левой стороне приложено усилие (груз) – эта ситуация приводит к деформации датчика нагрузки вследствие наличия огромного отверстия в его центре.
Когда груз помещается на левую сторону датчика, то на верхнюю сторону датчика действует сила растяжения, а на его нижнюю сторону – сила сжатия. Поэтому брусок алюминия, из которого сделан датчик, начинает сгибаться вниз на левой стороне. Если мы измерим эту деформацию, мы сможем определить силу, приложенную к алюминиевому блоку и, следовательно, исходя из ее значения, и вес груза, находящегося на датчике.
Мы можем сделать это с помощью так называемого моста Уитстона (Wheatstone bridge). Мы соединяем измерители деформации (strain gauge) в моста Уитстона, если мост сбалансирован, то напряжение в его средней точке будет равно нулю. Когда сопротивление одного из измерителей деформации изменяется, это приводит к дисбалансу моста, и напряжение в нем также изменяется. Таким образом, мост Уитстона позволяет преобразовывать изменения сопротивления в значения напряжения.
Но эти изменения напряжения слишком малы чтобы непосредственно подавать их на плату Arduino, поэтому мы сначала подаем их на модуль усиления HX711. Модуль HX711 содержит в своем составе 24-битный дифференциальный АЦП (аналого-цифровой преобразователь), что позволяет ему измерять очень малые изменения напряжения. Диапазон значений на выходе подобного АЦП составляет от 0 до 224.
Мигание светодиода после нажатия на кнопку
В предыдущем примере со светодиодами мы подключили кнопку к плате ардуино и поняли, как она работает. Светодиод включался и выключался, но делал это в совершенно пассивном режиме – сам контроллер здесь был абсолютно лишним, его можно было бы заменить батарейками. Поэтому давайте сделаем наш новый проект более «интеллектуальным»: при нажатии на кнопку заставим светодиод непрерывно мигать. Обычной схемой с лампочкой и выключателем этого уже не сделаешь – мы будем использовать мощь нашего микроконтроллера для решения этой пусть и простой, но не тривиальной задачи.
Полная схема проекта изображена на рисунке:
Фрагмент схемы со светодиодом уже хорошо нам знаком. Мы собрали обычный маячок со светодиодом и ограничительным резистором. А вот во второй части мы видим знакомую нам кнопку и еще один резистор. Пока не будем вдаваться в подробности, просто соберем схему и закачаем в ардуино простой скетч. Все элементы схемы идут в самых простых стартовых наборах ардуино.
/* Скетч для схемы с использованием тактовой кнопки и светодиода Светодиод мигает, пока нажата кнопка. Кнопка подтянута к земле, нажатию соответствует HIGH на входе */ const int PIN_BUTTON = 2; const int PIN_LED = 13; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(PIN_LED, OUTPUT); } void loop() { // Получаем состояние кнопки int buttonState = digitalRead(PIN_BUTTON); Serial.println(buttonState); // Если кнопка не нажата, то ничего не делаем if (!buttonState) { delay(50); return; } // Этот блок кода будет выполняться, если кнопка нажата // Мигаем светодиодом digitalWrite(PIN_LED, HIGH); delay(1000); digitalWrite(PIN_LED, LOW); delay(1000); }
Нажимаем и держим – светодиод мигает. Отпускаем – он гаснет. Именно то , что хотели. Хлопаем от радости в ладоши и приступаем к анализу того, что сделали.
Давайте посмотрим на скетч. В нем мы видим довольно простую логику.
- Определяем, нажата ли кнопка.
- Если кнопка не нажата, то просто выходим из метода loop, ничего не включая и не меняя.
- Если кнопка нажата, то выполняем мигание, используя фрагмент стандартного скетча:
- Включаем светодиод, подавая напряжение на нужный порт
- Делаем нужную паузу при включенном светодиоде
- Выключаем светодиод
- Делаем нужную паузу при выключенном светодиоде
Логика поведения кнопки в скетче может зависеть от способа подключения с подтягивающим резистором. Об этом мы поговорим в следующей статье.
Зачем все это необходимо
Упомянутая связка позволяет создать на основе микроконтроллера систему определяющую давление или вес на поверхности чувствительного элемента. Практическое применение аналогичная конструкция имеет на птичниках, когда происходит поштучное взвешивание проходящих живых куриц или уток. Для процедуры в Агро секторе предусмотрен узкий коридор движения особей с датчиком прохождения единицы и платформой определения массы. Кроме названой ниши, точность устройства вполне позволяет его использовать в торговле, связывая разработанные на основе тензометрических сенсоров весы с кассовым аппаратом или компьютером-посредником, ведущим бухгалтерию.
Пригодится аппарат и пасечникам — объединив весы с передатчиком Bluetooth или GSM-модемом можно контролировать «налет» веса пчел в различные периоды года. Достаточно знать чистую массу улья. Все что выше, как раз и будет воск, пчелы и мед.
Подробнее о датчиках:
Тензорезистивные датчики предназначены для создания на их основе весов, датчиков давления или концевых датчиков.
В основе своей конструкции имеют тонкоплёночные резисторы, которые изменяют своё сопротивление при деформации.
Существует 2 версии данных датчиков:
1 — те, в которых резисторы объединены в мост, подключённый непосредственно к АЦП, который фиксирует изменения значений резисторов. Датчики выполнены из алюминия, имеют форму бруска с 4 отверстиями на одной плоскости и особым сдвоенным отверстием на другой. При установке датчике в рабочее положение необходимо жёстко закрепить одну его сторону, а на вторую установить (при необходимости) платформу для завешивания грузов. Имеют на выходе из датчика 4 провода.
Схема устройства и подключения полу-мостового датчика к микросхеме HX711:
Для 1 тензодатчика:
Для 4 тензодатчиков:
Обратите внимание на то, что если полученные значения имеют отрицательный знак, то вам следует поменять местами датчики, подключенные к выводам А+ и А —
Следует также отметить, что показания тензодатчиков зависят от температуры окружающей среды — при разных температурах показания могут отличаться. Помните это и используйте «тарирование» (обнуление значений датчика) каждый раз при резких перепадах температуры. Если же работа датчика предполагается в условиях перепада температур в известном диапазоне, то вы можете воспользоваться одним из датчиков температуры и создать таблицу зависимости калибровочного коэффициента ( calibration_factor ) от температуры.
Схема подключения тензодатчиков к индикатору веса
Подключение тензодатчика к индикатору веса, на первый взгляд кажется простой задачей, но неправильное соединение может вызвать уменьшение точности измерения или некорректную работу весовой системы. Тензодатчики различных производителей имеют либо 4-х проводный, либо 6-ти проводный кабель для подключения к весовому индикатору.
Ниже приведены схемы подключения для этих двух типов тензодатчиков:
Большинство промышленных весовых систем используют несколько тензодатчиков, в этом случае они должны быть подключены параллельно. Обычно эту связь делают не простой скруткой, а с применением специализированных соединительных коробок. Дополнительно, некоторые модели таких коробок позволяют «подогнать» сопротивление датчиков друг под друга, т.е. сбалансировать систему из множества датчиков.
Тензодатчики поставляются с кабелем определенной длины. При удлинении соединительного кабеля следует учитывать, что это может привести к падению точности измерения. Также при изменении длины кабеля следует производить перекалибровку весового индикатора, к которому подключен тензодатчик.
Классификация тензометрического оборудования
Все тензооборудование можно поделить на классы, характеризующие сложность и уровень вложенности технического устройства:
|
Тензорезистор. Является базовой единицей тензометрического оборудования. Именно на основании его измерений строится весь последующий цикл работ. При этом сам тензорезистор в большинстве случаев не является полноценным измерительным прибором и для того, чтобы он начал работать, требуется тензодатчик. |
|
Тензодатчик. Это первичный прибор измерения. Представляет собой тензорезистор в специальном корпусе, который изменяет свою форму в соответствии с требованиями к его работе. Корпус сделан из специальной стали, которая обеспечивает достаточную пружинистость, возвращаемость тензорезистора в исходное положение и линейность показаний. Качество корпуса тензодатчика — это один из самых главных критериев работоспособности тензометрического оборудования. Достаточно сказать, что именно состав и марку стали корпуса держат в секрете все производители тензометрических датчиков, а не его устройство. |
|
Терминал. Вторичный прибор учета, преобразующий выходной сигнал с тензодатчиков в результат измерения и выводящий его на цифровое табло. Терминал может работать в ограниченном диапазоне точности, как и тензодатчики, поэтому необходимо подбирать модель, которая будет правильно интерпретировать показания измерительного устройства. Цифровые терминалы вообще привязаны к нескольким видам датчиков через протокол передачи данных и не могут быть использованы в других измерительных системах. Равно как и наоборот. |
|
Измерительное устройство. Это комплекс промышленного оборудования, состоящий из тензодатчиков, грузоприемной платформы и терминала, установленный на конкретном объекте — весах, дозаторе, динамометре, машине, прессе. При этом измерительное устройство является единственным видом измерительной техники, которая сертифицируется на измерение массы груза. Нельзя группу тензодатчиков назвать весами, если она не прошла поверку и калибровку даже в том случае, если сертифицированы датчики и терминал. |
|
Периферийное оборудование. Сюда относятся выносные табло, видеокамеры фиксации результатов взвешивания, программное обеспечение. Они расширяют возможности тензометрического оборудования, но напрямую в процессе измерения не участвуют. |
Будет интересно Обзор оптических трансиверов: виды, назначение и принцип работы
Подробнее о датчиках:
Тензорезистивные датчики предназначены для создания на их основе весов, датчиков давления или концевых датчиков.
В основе своей конструкции имеют тонкоплёночные резисторы, которые изменяют своё сопротивление при деформации.
Существует 2 версии данных датчиков:
Схема устройства и подключения полу-мостового датчика к микросхеме HX711:
Для 1 тензодатчика:
Для 4 тензодатчиков:
Следует также отметить, что показания тензодатчиков зависят от температуры окружающей среды — при разных температурах показания могут отличаться. Помните это и используйте «тарирование» (обнуление значений датчика) каждый раз при резких перепадах температуры. Если же работа датчика предполагается в условиях перепада температур в известном диапазоне, то вы можете воспользоваться одним из датчиков температуры и создать таблицу зависимости калибровочного коэффициента ( calibration_factor ) от температуры.
Подключение тензодатчиков
Контакты «Вход -» и «Вход +» образуют дифференциальный вход тензостанции, на который поступает сигнал с датчика (тензомоста).
Контакт «Генератор» предназначен для подачи питания на датчик со встроенного генератора тензометрической станции. Управление генератором осуществляется с помощью программы «Генератор сигналов», сигнал подается на все каналы тензостанции. Примечание: генератор также имеет выход BNC на задней панели тензостанции.
Измерения проводятся с помощью программы «Тензометр». Для каждого канала запускается отдельный экземпляр программы. Можно запустить несколько экземпляров программы для одного измерительного канала и настроить на измерения различных параметров по соответствующим тарировочным таблицам. Все настройки производятся в окне «Параметры» программы «Тензометр». Дополнительно в программе «Диспетчер устройств» для тензостанции задается частота преобразования сигналов и названия измерительных каналов.
Сигнал на выходе тензодатчика пропорционален поданному питанию и прилагаемой нагрузке, поэтому для получения значений измеряемой величины необходимо проводить относительные измерения, т.е. учитывать питание схемы. Для этого может использоваться виртуальный канал генератора, или задействован входной канал тензостанции.
Программа «Тензометр» не только отображает текущее значение измеряемой величины, но и создает виртуальный канал, доступный для отображения на многоканальном осциллографе, самописце параметров сигналов и в других программах ZETLAB TENZO.
Схемы подключения тензорезисторов к тензостанции
На рисунках ниже рассмотрены примеры подключения тензорезиторов к тензостанции по 4-х и 6-ти проводным схемам.
Мостовая схема
Мостовая схема подключения тензорезисторов (полный мост). Для подключения к тензостанции используется 1 входной канал (4-х проводная схема подключения). Измерения проводятся относительно виртуального канала генератора.
Мостовая схема, 4-х проводное подключение к тензостанции
Мостовая схема подключения тензорезисторов (полный мост). Для подключения к тензостанции используется 2 входных канала: измерительный и опорный. Измерения проводятся относительно опорного канала.
Мостовая схема, 6-ти проводное подключение к тензостанции
Подключение нескольких тензомостов к тензостанции с использованием 1 опорного канала. Используется, когда измерительные точки находятся на небольших расстояниях.
Подключение к тензостанции нескольких тензомостов с одним опорным каналом
Полумостовая схема
Для подключения полумостовой схемы к тензостанции необходимо использовать тензорезисторы с малым ТКС для дополнения схемы до полного моста.
R1 — термокомпенсационный; R2 — измерительный; R3, R4 — постоянные с малым ТКС; R1≈R2≈R3≈R4