Czujniki wagowe jednopunktowe do wag i systemów dozowania

Czujniki wagowe są elementami pomiarowymi wykorzystywanymi do określania masy produktu lub kontroli obciążenia. W tej kategorii dostępne są jednopunktowe czujniki wagowe, określane również jako platformowe czujniki wagowe, czujniki tensometryczne do wag albo ogniwa obciążnikowe typu single point.

Konstrukcja jednopunktowa umożliwia zbudowanie kompletnej wagi platformowej z wykorzystaniem jednego czujnika. Jeden koniec czujnika mocowany jest do stabilnej podstawy, natomiast drugi współpracuje z platformą ważącą. Obciążenie powinno być wprowadzane zgodnie z kierunkiem oznaczonym przez producenta.

Jednopunktowe czujniki wagowe mają kompensację wpływu obciążenia bocznego i narożnego. Dzięki temu położenie produktu na platformie może się nieznacznie zmieniać bez istotnego wpływu na wynik pomiaru. Warunkiem jest zachowanie dopuszczalnych wymiarów platformy, kierunku obciążenia oraz zasad montażu określonych dla danego modelu.

Jednopunktowe czujniki wagowe są częścią rozwiązań obejmujących kompletne systemy wagowe, elektronikę pomiarową i elementy montażowe.

Jak działają tensometryczne czujniki wagowe?

Jednopunktowy czujnik wagowy wykorzystuje tensometry połączone w mostek pomiarowy. Pod wpływem obciążenia aluminiowy element pomiarowy odkształca się w bardzo niewielkim stopniu. Powoduje to zmianę rezystancji tensometrów i powstanie sygnału elektrycznego proporcjonalnego do przyłożonego obciążenia.

Oferowane czujniki WIKA mają sygnał wyjściowy 2,0 ±0,2 mV/V i wymagają zasilania napięciem 10–15 V DC. Sygnał mV/V nie jest standardowym sygnałem analogowym przeznaczonym do bezpośredniego podłączenia do typowego wejścia 0–10 V albo 4–20 mA.

Do współpracy czujnika wagowego ze sterownikiem PLC, wyświetlaczem lub układem automatyki potrzebny jest odpowiedni wzmacniacz, przetwornik wagowy albo moduł pomiarowy obsługujący mostki tensometryczne. Po wykonaniu montażu cały tor pomiarowy powinien zostać skalibrowany.

Serie jednopunktowych czujników wagowych WIKA

WIKA F4802 – niewielkie zakresy pomiarowe

Seria F4802 przeznaczona jest do wag precyzyjnych, małych wag stołowych, urządzeń laboratoryjnych, systemów dozowania niewielkich porcji i kompaktowych urządzeń pakujących.

W aktualnej ofercie znajdują się:

• czujnik wagowy 1 kg WIKA F4802,
• czujnik wagowy 3 kg WIKA F4802.

Modele dostępne w sklepie mają aluminiową konstrukcję, przewód o długości 45 cm, stopień ochrony IP65 oraz błąd liniowości wynoszący ±0,02% obciążenia nominalnego.

WIKA F4801 – wagi stołowe i platformowe

Seria F4801 przeznaczona jest do budowy wag stołowych, wag przemysłowych, urządzeń pakujących, wag przenośnikowych i systemów dozowania. Znormalizowana konstrukcja ułatwia montaż czujnika między podstawą urządzenia a platformą ważącą.

Dostępne warianty obejmują:

• czujnik wagowy 10 kg WIKA F4801,
• czujnik wagowy 20 kg WIKA F4801,
• czujnik wagowy 50 kg WIKA F4801,
• czujnik wagowy 100 kg WIKA F4801.

Modele F4801 dostępne w tej kategorii mają aluminiowy korpus, przewód o długości 45 cm, stopień ochrony IP65 oraz sygnał wyjściowy 2,0 ±0,2 mV/V.

WIKA F4818 – większe platformy i obciążenia

Seria F4818 przeznaczona jest do większych wag platformowych, wag przemysłowych, urządzeń testowych, wag przenośnikowych i systemów dozowania wymagających wyższego zakresu nominalnego.

W ofercie dostępne są:

• czujnik wagowy 200 kg WIKA F4818,
• czujnik wagowy 350 kg WIKA F4818.

Modele F4818 mają aluminiową obudowę, przewód o długości 150 cm, stopień ochrony IP65 i sygnał wyjściowy 2,0 ±0,2 mV/V.

Jak dobrać zakres czujnika wagowego?

Zakres nominalny należy dobrać na podstawie największego obciążenia, które rzeczywiście będzie działało na czujnik. Trzeba uwzględnić:

• masę platformy, szalki lub konstrukcji montażowej,
• maksymalną masę ważonego produktu,
• dodatkowe elementy znajdujące się na platformie,
• możliwe przeciążenia podczas odkładania produktu,
• drgania i obciążenia dynamiczne,
• wymagany zapas bezpieczeństwa.

Przykładowo, czujnik 50 kg nie powinien być dobierany wyłącznie do produktu ważącego 50 kg, jeżeli na sensor działa również masa platformy. Z drugiej strony zastosowanie czujnika o wielokrotnie większym zakresie może zmniejszyć użyteczny sygnał przypadający na ważone obciążenie i utrudnić uzyskanie oczekiwanej rozdzielczości.

Podczas doboru należy uwzględnić także maksymalne wymiary platformy dopuszczone dla konkretnego modelu. Zakres w kilogramach nie jest jedynym parametrem decydującym o możliwości zastosowania czujnika.

Jeden czujnik czy kilka czujników wagowych?

Jednopunktowy czujnik wagowy pozwala zazwyczaj zbudować kompaktową wagę platformową przy wykorzystaniu jednego elementu pomiarowego. Jest to rozwiązanie odpowiednie między innymi do wag stołowych, kontrolnych i pakujących.

W większych platformach, zbiornikach, silosach i konstrukcjach podpartych w kilku miejscach częściej stosuje się kilka czujników. Do takich aplikacji mogą być odpowiedniejsze belki tensometryczne połączone w kompletny układ ważenia.

Nie należy stosować jednopunktowego czujnika wyłącznie na podstawie właściwego zakresu kilogramowego. Trzeba sprawdzić również geometrię konstrukcji, wielkość platformy i sposób przenoszenia obciążenia.

Montaż jednopunktowego czujnika wagowego

Czujnik powinien zostać zamontowany na płaskiej, odpowiednio sztywnej powierzchni. Jeden koniec należy stabilnie połączyć z podstawą urządzenia, a drugi z platformą ważącą. Kierunek działania obciążenia musi odpowiadać oznaczeniu na czujniku.

Podczas montażu należy unikać:

1. skręcania korpusu czujnika,
2. obciążenia działającego w niewłaściwym kierunku,
3. naprężania przewodu sygnałowego,
4. przenoszenia drgań z napędów i silników,
5. mechanicznego ograniczenia swobodnego odkształcenia czujnika,
6. przekraczania dopuszczalnego obciążenia granicznego.

W aplikacjach narażonych na uderzenia lub przeciążenia warto przewidzieć mechaniczne ograniczniki zabezpieczające czujnik.

Podłączenie czujnika wagowego do elektroniki pomiarowej

Oferowane modele wykorzystują czteroprzewodowe połączenie tensometryczne. Przewody odpowiadają za zasilanie mostka oraz przesył dodatniego i ujemnego sygnału pomiarowego. Kolory i funkcje przewodów należy zawsze potwierdzić w dokumentacji konkretnego modelu.

Przewód sygnałowy powinien być prowadzony z dala od przewodów silnikowych, falowników i innych źródeł zakłóceń elektromagnetycznych. W przypadku przedłużania przewodu należy zachować odpowiednie ekranowanie i parametry elektryczne toru pomiarowego.

Do wykonania kompletnego układu mogą być potrzebne dodatkowe akcesoria do systemów wagowych, elementy montażowe oraz elektronika przetwarzająca sygnał mV/V.

Gdzie stosuje się jednopunktowe czujniki wagowe?

Jednopunktowe czujniki wagowe znajdują zastosowanie w:

• wagach stołowych i platformowych,
• wagach kontrolnych,
• urządzeniach pakujących,
• systemach porcjowania,
• dozowaniu produktów i materiałów,
• wagach przenośnikowych,
• maszynach produkcyjnych,
• urządzeniach laboratoryjnych,
• automatycznej kontroli masy,
• stanowiskach testowych.

FAQ – czujniki wagowe

Czym jest jednopunktowy czujnik wagowy?

Jest to tensometryczny element pomiarowy przeznaczony głównie do budowy wag platformowych. Jeden czujnik może obsługiwać całą platformę, jeżeli zachowane zostaną dopuszczalne wymiary, zakres obciążenia i zasady montażu.

Czy czujnik wagowy można podłączyć bezpośrednio do PLC?

Zazwyczaj nie. Sygnał 2 mV/V wymaga wzmacniacza, przetwornika wagowego albo modułu PLC obsługującego mostki tensometryczne. Standardowe wejście 0–10 V lub 4–20 mA nie odbierze bezpośrednio takiego sygnału.

Jaki czujnik wagowy wybrać do wagi platformowej?

Należy sprawdzić masę platformy, maksymalną masę produktu, wymagany zapas, wymiary platformy, dokładność, warunki środowiskowe oraz możliwość prawidłowego zamocowania czujnika.

Czy położenie produktu na platformie wpływa na pomiar?

Jednopunktowe czujniki wagowe są kompensowane pod kątem obciążeń bocznych i narożnych. Niewielkie przesunięcie produktu nie powinno powodować istotnego błędu, jeżeli platforma mieści się w wymiarach określonych przez producenta i została prawidłowo zamontowana.

Czym różni się model czujnik F4802 od czujnika F4801?

F4802 jest przeznaczony przede wszystkim do mniejszych zakresów i kompaktowych wag precyzyjnych. F4801 obsługuje większe obciążenia i stosowany jest między innymi w wagach stołowych, platformowych i systemach dozowania.

Kiedy wybrać czujnik F4818?

F4818 należy rozważyć przy większych zakresach obciążenia i większych platformach. W aktualnej ofercie dostępne są warianty 200 i 350 kg.

Czy IP65 oznacza możliwość zanurzenia czujnika w wodzie?

Nie. IP65 zapewnia ochronę przed pyłem oraz strumieniami wody, ale nie oznacza odporności na zanurzenie ani intensywne mycie wysokociśnieniowe. W takich warunkach należy zastosować odpowiednio chroniony czujnik.

Czy po zamontowaniu czujnika trzeba kalibrować wagę?

Tak. Po montażu czujnika, elektroniki pomiarowej i platformy należy wykonać kalibrację całego układu z użyciem znanego obciążenia wzorcowego.