Co to czujniki tensometryczne? Zasada działania i zastosowanie

Jak działa tensometr i jak zbudowany jest czujnik?

Żeby zrozumieć działanie całego modułu pomiarowego, warto przyjrzeć się jego sercu. Tensometr to w praktyce miniaturowy, niezwykle czuły rezystor (ścieżka z cienkiej folii lub drutu) naklejony na stalowy lub aluminiowy korpus wagi.

Cały proces pomiaru opiera się na zjawisku tensooporowym. 

1. Gdy umieszczasz ładunek na wadze, jej podstawa (element sprężysty) minimalnie się ugina.
2. Razem z metalowym korpusem odkształca się zamontowany na nim tensometr.
3. Ściskanie lub rozciąganie ścieżki oporowej zmienia jej opór elektryczny.
4. Elektronika wagi (najczęściej układ mostka Wheatstone'a) błyskawicznie przelicza tę zmianę rezystancji na konkretną wartość w kilogramach lub tonach.

Nie mierzymy więc bezpośrednio masy, lecz mikroskopijne odkształcenie materiału, które jest do niej idealnie proporcjonalne.

Typy czujników stosowane w przemyśle

Konstrukcja przetwornika zależy od tego, jak rozkłada się ciężar i w jakich warunkach pracują urządzenia. Do najpopularniejszych rozwiązań należą:

• czujniki jednopunktowe (single point) – przeznaczone do montażu bezpośrednio pod szalką. Zachowują dokładność nawet wtedy, gdy ładunek leży przy samej krawędzi; 
• czujniki belkowe (shear beam) – podstawa wag platformowych i zbiornikowych. Dobrze znoszą siły boczne, a także trudne warunki eksploatacji; 
• czujniki naciskowe (puszkowe i kolumnowe) – zaprojektowane z myślą o największych obciążeniach, np. w wagach kolejowych bądź najazdowych; 
• czujniki rozciągane (typ S) – używane w wagach podwieszanych, hakowych oraz przy zbiornikach wiszących.

Ile czujników wymaga Twoja waga?

Dobór odpowiedniej liczby punktów podparcia zależy od gabarytów ważonego obiektu, jego kształtu oraz ryzyka nierównomiernego nacisku.

Systemy 3-czujnikowe

Trzy punkty podparcia wyznaczają stabilną płaszczyznę, dlatego ten układ stosuje się głównie w okrągłych zbiornikach, silosach oraz mieszalnikach. Każdy przetwornik idealnie przylega do konstrukcji, co eliminuje błędy wynikające z naprężeń.

• Zobacz dedykowane zestawy 3 czujników tensometrycznych

Systemy 4-czujnikowe

To standard w wagach platformowych, paletowych (w kształcie litery U) oraz najazdowych. Cztery punkty pomiarowe w narożnikach gwarantują stabilny odczyt niezależnie od tego, jak rozłoży się towar na pomoście.

• Sprawdź profesjonalne zestawy 4 czujników

Systemy 6-czujnikowe

Gdy platforma jest bardzo długa lub zbiornik ma spore gabaryty, cztery czujniki mogą nie uchronić konstrukcji przed ugięciem. Zastosowanie sześciu punktów podparcia zapobiega odkształceniom i stabilizuje pomiar.

• Poznaj ofertę zestawów 6 czujników

Systemy 8-czujnikowe

Rozwiązanie do zadań specjalnych – używane w wielosegmentowych wagach samochodowych oraz na długich pomostach wagowych. Układ ośmiu przetworników bez problemu radzi sobie z ciężarem pełnych zestawów ciężarowych.

• Wybierz niezawodne zestawy 8 czujników

Mniejsze aplikacje i pojedynczy czujnik tensometryczny

Nie każda konstrukcja wymaga rozbudowanego układu. W wagach stołowych, laboratoryjnych, etykietujących czy paczkowych w zupełności wystarcza pojedynczy czujnik tensometryczny typu single point.

Dzięki specjalnej budowie przegubowej jeden tensometr radzi sobie z przesunięciem środka ciężkości – pomiar pozostaje precyzyjny bez względu na to, czy paczka stanie na środku, czy na brzegu platformy.

Na co zwrócić uwagę przed zakupem?

Szukając odpowiednich przetworników, warto wziąć pod uwagę kilka kluczowych parametrów technicznych:

1. Klasa dokładności (np. C3, C4) – definiuje precyzję czujnika oraz maksymalną liczbę działek weryfikacyjnych.
2. Class ochrony IP (np. IP67, IP68) – niezwykle ważna w branży spożywczej czy chemicznej, gdzie sprzęt jest myty pod ciśnieniem lub pracuje w pyłku i wilgoci.
3. Materiał wykonania – do pracy w trudnych lub korozyjnych warunkach najlepiej wybrać stal nierdzewną. W lżejszych zastosowaniach przemysłowych sprawdzi się stal niklowana lub aluminium.
4. Nośność i zapas przeciążeniowy – parametry muszą uwzględniać nie tylko masę towaru, ale też wagę samej konstrukcji oraz ewentualne uderzenia przy załadunku.