Súlymérés terhelési cellával: 9 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Ez a bejegyzés bemutatja az 1 kg alatti súlyok mérésére szolgáló áramkör beállítását, hibaelhárítását és újrarendezését.

Az ARD2-2151 ára 9,50 euró, és megvásárolható:

www.wiltronics.com.au/product/9279/load-ce…

Mit használtak:

-1 kg terhelésmérő cella (ARD2-2151)

-két op erősítő

-Egy Arduino

1. lépés: A terhelési celláról

Nagyon kicsi a kimenete, ezért műszeres erősítővel kell erősíteni (500 erősítést használtak ehhez a rendszerhez)

A mérőcella táplálásához 12V egyenáramú forrást használnak.

-20 Celsius fok és 60 Celsius fok között működik, így használhatatlanná vált az általunk tervezett projekthez.

2. lépés: Az áramkör építése

A terhelésmérő 12 V -os bemenettel rendelkezik, és a kimenetet egy műszeres erősítőhöz csatlakoztatják a kimenet növelése érdekében.

A mérőcellának két kimenete van, egy mínusz és egy pozitív kimenet, ezek különbsége arányos lesz a súllyal.

Az erősítők +15V és -15V csatlakozást igényelnek.

Az erősítő kimenete egy 5 V -os csatlakozást igénylő Arduino -hoz van csatlakoztatva, ahol az analóg értékeket leolvassák és súlykimenetre méretezik át.

3. lépés: Differenciális op-erősítő

Differenciaerősítőt használnak a terhelési cella plusz és mínusz feszültségének különbségének erősítésére.

az erősítést az R2/R határozza meg

R -nek legalább 50K ohmnak kell lennie, mivel a mérőcella kimeneti impedanciája 1k, és a két 50k ellenállás 1% -os hibát adna, ami kivételes

a kimeneti tartomány 0 és 120 mV között van, ez túl kicsi, és további erősítésre van szükség, nagyobb erősítést lehet használni a diff erősítőn, vagy nem invertáló erősítőt lehet hozzáadni

4. lépés: Erősítse az erősítőt

Nem invertáló erősítőt használnak, mert a differenciálerősítő csak 120mV-ot ad ki

az arduino analóg bemenete 0 és 5 V között mozog, így a nyereségünk 40 körül lesz, hogy minél közelebb kerüljünk ehhez a tartományhoz, mert ez növelné rendszerünk érzékenységét.

az erősítést az R2/R1 határozza meg

5. lépés: Hibaelhárítás

Az op-erősítő 15 V-os, a Load cellának 10 V-os és az Arduino 5 V-os feszültségének közös alapokkal kell rendelkeznie.

(minden 0v értéket össze kell kapcsolni.)

Voltmérővel biztosítható, hogy minden ellenállás után csökkenjen a feszültség, hogy elkerülhető legyen a rövidzárlat.

Ha az eredmények változóak és ellentmondásosak, a használt vezetékeket a voltmérővel lehet tesztelni a vezeték ellenállásának mérésére, ha az ellenállás "offline" feliratot jelez, az azt jelenti, hogy végtelen az ellenállás, és a vezeték nyitott áramkörrel rendelkezik, és nem használható. A vezetékeknek kevesebbnek kell lenniük, mint 10 ohm.

Az ellenállások tűréssel rendelkeznek, ami azt jelenti, hogy hibát okozhatnak, az ellenállás értékeit voltmérővel lehet ellenőrizni, ha az ellenállást eltávolítják az áramkörből.

sorban vagy párhuzamosan kisebb ellenállásokat lehet hozzáadni az ideális ellenállási értékek eléréséhez.

Rseries = r1+r2

1/R párhuzamos = 1/r1 + 1/r2

6. lépés: Eredmények minden lépésből

A mérőcella kimenete nagyon kicsi, és erősíteni kell.

A kis kimenet azt jelenti, hogy a rendszer hajlamos az interferenciára.

Rendszerünket a rendelkezésre álló súlyok alapján terveztük, amelyek 500 g voltak, az erősítő erősítésének ellenállása fordítottan arányos rendszerünk hatótávolságával

7. lépés: Arduino eredmények

Az összefüggés ezekben az eredményekben lineáris, és képletet ad nekünk egy y érték (DU az Arduino -ból) megtalálására egy adott x értékhez (bemeneti súly).

Ezt a képletet és a kimenetet az arduino kapja meg, hogy kiszámítsa a terhelési cella súlykimenetét.

Az erősítő 300DU eltolással rendelkezik, ez eltávolítható kiegyensúlyozott búzakőhíd behelyezésével, mielőtt a terhelési cella feszültségét erősítenék. amely nagyobb érzékenységet biztosítana az áramkörnek.

8. lépés: Kód

Az ebben a kísérletben használt kód a fentiekben található.

Annak eldöntéséhez, hogy melyik tűt kell használni a súly leolvasásához:

pinMode (A0, INPUT);

Az érzékenységet (x-együttható az Excel-ben) és az eltolást (az excel eqn állandója) a következőképpen kell megadni:

Minden alkalommal, amikor a rendszert beállítják, az eltolást frissíteni kell az aktuális DU -ra 0 g -ra

lebegési eltolás = 309,71; lebegési érzékenység = 1,5262;

az excel képletet alkalmazza az analóg bemenetre

és kinyomtatja a soros monitorra

9. lépés: A végső kimenet és a bemenet összehasonlítása

Az Arduino által megadott végső kimenet pontosan kiszámította a kimeneti súlyt.

Átlagos hiba 1%

Ezt a hibát az okozza, hogy ugyanazt a súlyt különböző DU olvassa, amikor a vizsgálatot megismétlik.

Ez a rendszer a hőmérsékleti tartomány korlátai miatt nem alkalmas projektünkben való használatra.

Ez az áramkör 500 g súlyig működik, mivel az 5v a maximális érték az arduino -ban, ha a nyereség ellenállása a felére csökken, a rendszer 1 kg -ig működik.

A rendszer nagy eltéréssel rendelkezik, de még mindig pontos, és 0,4 g változásokat észlel.