Платформенные электронные весы своими руками

Преодолеем кризис вместе, или весы своими руками. Часть 2. Тензометрические весовые электронные устройства

Авзалов З.Г., ведущий специалист
Афанасьев В.А., начальник отделения разработки и производства электронных приборов
Железнов А.А., начальник отделения разработки и производства тензодатчиков
Киреенко Н.М., Генеральный Директор ООО «ТД «Тензо-М»
Сенянский М.В., Генеральный Директор ЗАО «ВИК «Тензо-М»
Фаворский Д.В., начальник отдела рекламы

За окном уже весна. Все мы начинаем понимать, что кризис – это надолго, а жить надо, поэтому работать надо эффективнее, чем раньше. Вторая наша антикризисная публикация поможет нам с Вами повысить свою эффективность. В ней мы продолжим рассказ о том, как своими руками организовать и воплотить в жизнь технологическое взвешивание на базе ТВЭУ. В предыдущем номере журнала была раскрыта тема электроники ТВЭУ – презентован новый антикризисный продукт – весовой терминал ТВ-003/05Н, имеющий большие возможности при низкой цене. В этом номере мы расскажем о том, как спроектировать ТВЭУ, подобрать для него тензодатчики и узлы их встройки, как грамотно провести калибровку и избежать «детских» ошибок.

Прежде всего, надо сформулировать цель работы – что и зачем мы будем взвешивать, а затем учитывать. Часто собственники и руководители бизнеса стараются учитывать не только количество принимаемого сырья и отпускаемой готовой продукции, но и организовывать учет на промежуточных стадиях технологического процесса. Постараемся изложить процесс «синтеза» технического задания (Т.З.) на создание ТВЭУ в виде нескольких простых шагов.

Шаг 1 – Найдите те точки Вашего технологического процесса, где Вы хотели бы организовать пункты контроля (ПК). В каких емкостях и в каком физическом состоянии находится сырье или полуфабрикат? Это бункера с сыпучим продуктом типа зерно, мука, мел или комбикорм, или это баки и цистерны с маслом, дизельным топливом, молоком, горячим шоколадом и т.д.?

Шаг 2 – Узнайте каковы пределы изменения массы продукта в емкости? Какова масса тары, т.е. самого бункера или силоса?

Шаг 3 – Нарисуйте схему наполнения-опорожнения емкости и все подходящие к ней, так называемые, «паразитные» связи. К ним относятся присоединенные трубопроводы, подпорные конструкции, межэтажные перекрытия, снеговые и ветровые нагрузки (Рис.1).

Рис.1. Факторы, влияющие на точность взвешивания ТВЭУ

Шаг 4 – Решите для себя какую точность взвешивания Вы хотели бы иметь в каждом пункте контроля. Этот шаг является, пожалуй, самым важным, поскольку именно точность взвешивания определяет эффективность производственного учета. В зависимости от наибольшего предела взвешивания (НПВ), способа калибровки, количества и несовершенства «паразитных» связей предельная погрешность взвешивания может составлять 0,05… 0,5%.

Шаг 5 – Охарактеризуйте условия работы ТВЭУ с точки зрения агрессивности окружающей среды, влажности, взрывоопасности и т.д. Воздействует ли на датчики и электронику высокая температура, сильные электромагнитные поля и т.п.?

Первая задача, которую предстоит решить Вашим специалистам – это как встраивать весоизмерительные датчики. Как правило, решение подсказывает сама жизнь. Если Ваши бункера подвешены, то датчики могут быть встроены в линии подвеса. Датчики будут работать «на растяжение» и при использовании рекомендованных узлов встройки обеспечивать наивысшую точность. Для таких случаев «Весоизмерительная компания «Тензо-М» серийно производит датчики типа С2А, С2Н и С2 из алюминия, нержавеющей и легированной сталей на нагрузки от 100кг до 20т. (Рис.2).

Рис.2. Взвешивание емкостей путем подвески их на датчиках типа С2А, С2Н и С2, работающих на растяжение

Однако, чаще всего, емкости устанавливают на полу и тогда Вы должны подставить датчики под их опоры (Рис.3). Для этих случаев мы серийно производим датчики М50, М70К и М100 из нержавеющей стали на нагрузки от 500кг до 50т и датчики типа МВ из нержавеющей стали на нагрузки до 100т. Подробные рекомендации по выбору датчиков и силопередающих устройств мы дадим в следующем номере журнала, а сейчас продолжим описание процесса создания ТВЭУ у Вас на предприятии.

Рис.3. Встройка датчиков под опоры емкости – наиболее часто используемый способ реализации ТВЭУ

Элементы для построения ТВЭУ Вы приобретаете в компании «Тензо-М», являющейся крупнейшим производителем весоизмерительного оборудования в России. Мы производим все элементы весов и дозаторов – весоизмерительные тензодатчики, узлы их встройки, вторичные электронные приборы (преобразователи) или весовые терминалы (ВТ). Грузоприемные устройства (ГПУ) – платформы, бункера, балки и баки с целью снижения затрат Вам лучше использовать свои. При необходимости, конечно, мы можем изготовить их для Вас тоже.

Продолжим решение примера, начатое в прошлом номере журнала. А именно, взвесим бак с молоком. Решив это задачу, Вы будете круглосуточно контролировать приход молока с ферм и расход его в производство молочных продуктов (шаг 1). Сама цистерна или открытое «корыто» у Вас, конечно же, есть. Это уже экономия. Теперь надо встроить датчики под ее ноги (Рис.4).

Рис.4. Пример снижения жесткости «паразитных» связей путем вставки гофров для повышения точности ТВЭУ

Вес самой емкости из «нержавейки» составляет, например, 2т. Максимальный вес молока, соответственно, 10т. Итого максимальный вес «брутто» составит 12 т (Шаг 2). Ближайшее значение НПВ ТВЭУ составляет 15т (см. модельный ряд). Это означает, что цистерну или «корыто» надо устанавливать на 4 датчика по 5 т каждый, поскольку датчики должны иметь запас по перегрузу.

Паразитными связями являются впускной и выпускной трубопроводы, жесткость которых надо снизить до возможного минимума (Шаг 3). Достигается это обычно за счет использования трубопроводов из новых эластичных материалов или их удлинения путем придания формы петли или змеевика. Иногда устанавливают гофрированные вставки.

Если жесткость подходящих трубопроводов (влияние) будет снижена до ±5 кг, то мы можем рассчитывать на точность взвешивания молока с погрешностью не хуже ±10кг (Шаг 4). Это соизмеримо с погрешностью автомобильных весов, на которых взвешивается молоковоз Вашего поставщика молока! Следует, конечно, пояснить, что получение столь высокой точности взвешивания требует тщательной калибровки ТВЭУ гирями методом прямого нагружения.

Конечно, всех 15т гирь класса точности М1 по ГОСТ 7328 Вам не найти. Такое количество может быть только в областном Центре стандартизации и метрологии, да у нескольких лучших производителей автомобильных и вагонных весов России. Поэтому Вам придется пользоваться методом замещения, который позволит снизить потребность в эталонных гирях в 4 раза, или заказать на «Тензо-М» комплект ТВЭУ с сертификатом о калибровке. Эту работу мы выполняем в заводских условиях на аттестованных эталонных силозадающих машинах.

Исходя из влажных условий эксплуатации и требований гигиены датчики этого ТВЭУ должны быть, конечно, изготовлены из нержавеющей стали (Шаг 5). И обязательно отечественного производства – иначе нам не преодолеть кризис! Скорое всего, это датчики М65 со степенью защиты оболочкой IP68 по ГОСТ 15254.

Мы разобрали простейший пример проектирования ТВЭУ для технологического взвешивания молока в условиях помещения при минимальных «паразитных» связях и отсутствии других осложняющих обстоятельств. Часто этого бывает вполне достаточно для самостоятельного выполнения первой и последующих работ. Однако, как показывает практика, наши заказчики сталкиваются с рядом ситуаций, когда требуется помощь нашего специалиста.

Таким «профессором» по ТВЭУ является наш ведущий инженер Авзалов Зайтун Галеевич, который может проконсультировать Вас по телефону в режиме «горячей» линии, или выехать в командировку для изучения и решения сложного вопроса на месте. Его телефон многоканальный +7 (495) 745-30-30, адрес электронной почты tenso@tenso-m.ru.

В следующем номере журнала мы рассмотрим вопрос побора датчиков и узлов их встройки для ТВЭУ. Не прощаемся! Звоните и пишите!

Успехов всем нам, Российским аграриям и производственникам, в преодолении кризиса! Вместе мы победим!

Источник

Как самостоятельно сделать весы электронные

Чтобы сделать весы электронные самостоятельно, необходимы некоторые знания в области электроники и программирования. Мы же попробуем рассмотреть, с чего состоят весы и без чего не обойтись при их производстве. Составляющие электронных весов можно рассматривать в двух аспектах:

Внешние составляющие элементы;
Внутренние элементы, механизм весов.

К внешним составным частям можно отнести:

Весопроцессор. Он вмещает в себя весь функционал и механизм обработки данных, полученных с весов. Обычно весопроцессором называют отдельный блок с экраном, клавишами и внутренними микросхемами.
Клавиатура. На ней должны быть цифры от 0 до 9, функциональные клавиши. Клавиатуры могут быть различных типов.
Экран для показаний веса и других данных. Для начала будет достаточно сделать весы, которые будут показывать хотя бы вес.
Платформа. Платформа должна быть качественной и нужного размера. Можно взять пример с существующих моделей на рынке.
Корпус. Необходимо будет продумать каркас, куда поместить все внутренности.
Ножки. Ножки обязательно должны быть регулируемыми. Ведь очень важно для точности, чтобы устройство стояло по уровню.

Внутренне электронные весы гораздо сложнее.

Положив на платформу груз, осуществляется давление на эту платформу за счет силы тяжести. В зависимости от массы, сила, с которой груз будет давить на платформу, изменится прямо пропорционально. А на табло уже получаются значения в виде цифр. Чтобы преобразовать информацию от силы давления на платформу в графический вид, задействованы такие устройства:

Тензометрический датчик веса.
АЦП (аналого-цифровой преобразователь).
Микроконтроллер или процессор.

Чтобы сделать весы самостоятельно необходимо детально ознакомится с каждым устройством, каких они бывают типов и какое именно вам необходимо. Вообще, сконструировать торговые или промышленные весы самостоятельно сложно, однако реально. Компания Унипро с радостью поможет вам в этом. Вы можете звонить консультироваться и покупать у нас все необходимые детали.

Главной составляющей электронных весов можно назвать тензодатчик. Начнем с его рассмотрения. Тензометрический датчик получил свое название из-за встроенного внутри тензорезистора. Именно тензорезистор выполняет основную функцию тензодатчика. Свойства те нзо резистора таковы, что он меняет свое сопротивление в зависимости от деформации. Этот принцип взят в основу разработки датчиков веса для современных устройств.

Когда на платформу поступает груз, тензодатчик весовой, находящийся под ней, испытывает нагрузку и деформируется, а вместе с ним претерпевает изменения и те нзо резистор. У последнего меняется сила сопротивления.

В то же время на тензодатчик подается напряжение, которое на выходе имеет измененное значение за счет воздействия с те нзо резистором. Значение выходного напряжения – это то, что требуется получить от тензодатчика.

Затем в действие вступает аналого-цифровой преобразователь. Он получает значение напряжения из тензодатчика и преобразовывает его в цифровой вид. Затем отправляет на обработку на микроконтроллер. Процессор анализирует значение напряжения и делает выводы о массе груза на платформе. Конечно, все это происходит очень быстро. Чтобы самостоятельно делать весы в домашних условиях, нужно понимать принцип работы тензодатчика и всей системы электронных весов.

Купить тензодатчик вы можете в Компании Унипро. В продаже имеются разные типы тензодатчиков, из разных категорий и разная на тензодатчик цена. Вы обязательно найдете то, что нужно.

Самые распространенные типы тензодатчиков:

Одноточечный тензодатчик – устанавливается в весы один под платформу по центру. Предназначен для торговых, напольных, фасовочных, технических, балочных весов.
Балочный тензометрический датчик на сдвиг или на изгиб. Применяют его для платформенных электронных весов и подобных конструкций.
Стержневой тензодатчик нужен для тяжелых и габаритных весов – автомобильных, вагонных, бункерных. Подходит для грузов от 20 тонн.
S-образный датчик веса применяют для подвесных и крановых электронных весов.
Сдвоенная балка – для измерения массы от 10 тонн – для транспортных взвешиваний.

Выбирая тензодатчик, проверьте, в каких условиях будет он использоваться. В плане применения тензометрических датчиков, очень важна степень защиты от влаги и пыли. С связи с этим существуют отдельные классификации.

Также ознакомьтесь со схемой подключения тензодатчика перед его установкой. Очень важно, чтобы от датчика до АЦП шел целый, неповрежденный, несоединенный кабель. Причем кабель должен быть не обычным, а сверх качественным. Ведь малейшие влияния температуры, влажности, атмосферного давления могут повлиять на значение напряжения. А именно данное напряжение необходимо передать по кабелю без изменений. И звоните для консультации в офис Унипро – мы расскажем, какие существуют нюансы при работе с тензометрией.

Чтобы вам было проще конструировать свои собственные электронные весы, вы можете купить у нас готовый весопроцессор.

Весопроцессор сразу решит проблему соединения АЦП, микропроцессора, экрана, клавиатуры, других микросхем. Также вам не нужно будет думать над программированием весов электронных.

Весопроцессор может быть разным, в зависимости от типа весов и максимального предела взвешивания. Но у нас в наличии разнообразные варианты весопроцессоров. Чтобы было быстрее – звоните нашим менеджерам. Они помогут подобрать и блок индикации, и тензодатчик.

Весоизмерительный терминал – это другое название весопроцессора. Также вы можете встретить название весовой индикатор. Подбирать его можно по разным параметрам:

Количество возможных подключений тензодатчиков (от 4 до 8);
Тип экрана – жидкокристаллический или светодиодный, с подсветкой или без нее;
Степень защиты от влаги и пыли — IP53, IP54, IP64, IP65;
Наличие интерфейсов для подключения к другим устройствам;
Функционал – функция усреднения массы, стабилизация показаний, тарирование, установка нуля, сума значений показаний.
Для индикаторов веса также имеет значение температурный режим работы и влажность;
Питания весоизмерительного терминала – от аккумулятора, от сети 220В или комбинированное.

Важно отметить, что если вы соединяете несколько тензодатчиков, это сделать не легко. Потому что соединение должно быть качественным и лучше, чтобы данную процедуру производит профессионал.

Также мы можем по вашей просьбе предоставить помощь в соединении тензодатчика с весопроцессором. Затем мы можем откалибровать электронные весы.

Что касается внешнего вида будущих электронных весов. Следует подумать о платформе и корпусе. Платформу для электронных весов принято делать из нержавеющей стали. Она тогда служит без ограничения времени, может использоваться в агрессивной среде. Заказать лист нержавеющей стали можно на предприятиях, занимающихся продажей металлопроката.

Корпус для электронных весов обычно пластиковый – если это настольные весы. Если же напольные, промышленные – то обязательно металлический. Сделать корпус для промышленных весов вам поможет сварщик. Затем его нужно покрасить, чтобы защитить от коррозии со временем.

Несмотря на то, что делая электронные весы самостоятельно, моно сэкономить средства. Если делать это необдуманно, их можно также потерять. Ведь расходные материалы и составляющие запчасти стоят немало. Поэтому, обязательно подходите с умом, изучайте спецификации, принцип работы тензодатчика и весопроцессора, смотрите схемы подключения. И обращайтесь за консультацией к специалистам Компании Унипро.

Копирование материалов сайта запрещено без письменного разрешения автора.

Источник