إن فهم قياس القوة والأجهزة المستخدمة فيه ليس بالأمر الصعب. كل ما تحتاجه هو فهم أساسيات خلايا الحمل ، ودليل مفيد يمنحك هذه المعرفة. هنا في Michigan Scientific ، قمنا بتغطيتك.
دعنا نستكشف المزيد عن خلايا الحمل — ما هي وكيف تعمل ومتى يمكنك استخدامها.
يمكن استخدام خلايا الحمل لاكتشاف متى يمارس الجسم قوة. يمكنك أيضًا استخدامها لتتبع التغييرات في القوة المطبقة بمرور الوقت. في بعض التطبيقات ، تُستخدم خلايا الحمل لاكتشاف وجود قوة عن طريق قياس الضغط على السطح بسبب المدخلات. السلالة هي استجابة تشوه على سطح بسبب الحمل المطبق. عندما يتم تطبيق القوة ، تقوم خلية الحمل بتحويل هذه الطاقة إلى إشارة كهربائية.
ما هي خلايا الحمل؟
خلايا الحمل هي عناصر فيزيائية ، تُعرف أيضًا باسم محولات الطاقة. محولات الطاقة يمكن تحويل شكل من أشكال الطاقة إلى شكل آخر من أشكال الطاقة ؛ بمعنى أنه إذا قمت بتطبيق القوة في خلية تحميل ، فيمكن تحويلها إلى إشارة كهربائية.
سيكون لهذه الإشارة حجم يتناسب طرديًا مع القوة المطبقة ، مما يسهل قياسها.
ما هي أنواع خلايا التحميل؟
هناك أنواع مختلفة من خلايا التحميل. الثلاثة الأكثر شيوعًا هي مقياس الضغط وخلايا الحمل الهيدروليكية والهوائية. هذا يعني أن هناك ثلاث طرق سهلة لخلية الحمل لترجمة القوة المطبقة إلى قراءة قابلة للقياس. تتخصص Michigan Scientific في كل من خلايا تحميل مقياس إجهاد المخزون وخلايا تحميل مقياس الإجهاد المخصص.
وعلى الرغم من وجود أنواع أخرى من خلايا الحمل ، إلا أنها أقل شيوعًا في استخدامها.
خلايا تحميل مقياس الإجهاد: عنصر ميكانيكي
خلايا تحميل مقياس الإجهاد ميكانيكية بطبيعتها. يستخدم هذا العنصر الميكانيكي مقياس الضغط ، أو مقاييس الإجهاد المتعددة ، من أجل الإحساس بالتشوه الناجم عن القوة المطبقة.
غالبًا ما تختلف مقاييس الإجهاد في الحجم ومواد الإنتاج وحتى الإعداد الميكانيكي لاستيعاب الأحمال المختلفة. يمكن أن يكون لديهم أيضًا حساسيات متفاوتة بناءً على الغرض المقصود منها. على الرغم من وجود تصميمات مختلفة ، تعمل جميع مقاييس الإجهاد على نفس المفهوم ، مما يحول الانحراف إلى تغيير في المقاومة.
تتكون مقاييس الإجهاد الشائعة من سلك رفيع جدًا أو رقاقة في نمط شبكي ، حيث يمكن أن يحدث تغيير خطي في المقاومة الكهربائية عن طريق اكتشاف الإجهاد بسبب القوة أو الوزن أو الضغط في اتجاه معين. غالبًا ما توجد مقاومة أساسية تبلغ 120 درجة أو 350 درجة أو 1,000 درجة.
كما هو مذكور أعلاه ، يمكن أن يكون لكل مقياس ضغط مستويات مختلفة من الحساسية. يتم التعبير عن هذا على أنه "عامل المقياس" أو GF ، ويتم تعريفه على أنه نسبة التغيير الجزئي في المقاومة الكهربائية للتشوه الكسري في اتجاه تطبيق القوة (أو الانفعال).
عامل القياس = GF = (R / R) / (L / L) = (∆R / R) / ε ، حيث ε = سلالة
خلايا الحمل الهيدروليكية: إعداد المكبس والاسطوانة
من ناحية أخرى ، تستفيد خلايا الحمل الهيدروليكية من الأسطوانات التقليدية وترتيبات المكبس لإظهار التغيير في الضغط. يمكن أن تساعد حركة المكبس في تحديد وزن الجسم عن طريق قياس التغير في الضغط على أنبوب بوردون المتصل.
خلايا الحمل الهوائية: باستخدام ضغط الهواء
أخيرًا ، تستفيد خلايا الحمل الهوائية من ضغط الهواء للحصول على نفس النتائج. يتم تطبيق ضغط الهواء على أحد طرفي الحجاب الحاجز ، والذي يهرب بعد ذلك عبر الفوهة الموجودة أسفل خلية الحمل.
تعمل كل من خلايا الحمل الهيدروليكية والهوائية بشكل جيد في بيئة معملية ذات أحمال ثابتة. تعد خلايا تحميل مقياس الإجهاد مفيدة جدًا للأحمال الديناميكية والاختبار الميداني.