Тензодатчик: как работает, как подключить и как проверить мультиметром
Тензодатчик — то место, где вес превращается в электрический сигнал. Когда весы начинают врать, в девяти случаях из десяти дело в нём или в его кабеле. Разбираем, как он устроен, как подключается и как проверить его мультиметром, не снимая с весов.
Как работает тензодатчик
Внутри корпуса находится упругий элемент — стальная или алюминиевая деталь, которая под нагрузкой деформируется на микроны. На неё наклеены тензорезисторы: тонкие проводники, сопротивление которых меняется при растяжении и сжатии.
Четыре тензорезистора соединены в мост Уитстона: два растягиваются, два сжимаются. Пока нагрузки нет, мост сбалансирован и выходное напряжение близко к нулю. Под грузом баланс нарушается, и появляется сигнал, пропорциональный нагрузке. Он очень слабый — милливольты, поэтому идёт на усилитель и АЦП весового терминала.
Отсюда следствие, важное на практике: любая помеха в кабеле искажает результат. Милливольтовый сигнал легко «поймает» наводку от силового кабеля или потеряется на окисленном контакте.
Основные параметры
| Параметр | Что означает |
|---|---|
| Наибольший предел измерения (НПИ) | максимальная нагрузка на один датчик. Указывается в кг или тоннах |
| Класс точности | C2, C3, C4 и выше — чем больше цифра, тем на большее число поверочных делений рассчитан датчик |
| Выходной сигнал | обычно 2 мВ/В: при питании 10 В на полной нагрузке датчик выдаёт 20 мВ |
| Входное и выходное сопротивление | 350 или 700 Ом у большинства моделей — по нему и проверяют исправность |
| Степень защиты | IP67 для обычных условий, IP68 для влаги и уличной установки |
Схема подключения
У четырёхпроводного датчика: два провода питания (EXC+ и EXC−) и два сигнальных (SIG+ и SIG−). У шестипроводного добавляются два обратной связи (SENSE+ и SENSE−) — они компенсируют падение напряжения на длинном кабеле, поэтому шестипроводную схему применяют там, где до терминала десятки метров.
Цветовая маркировка у разных производителей отличается, единого стандарта нет. Ориентироваться нужно на паспорт конкретного датчика, а не на «у всех красный — это плюс питания». Ошибка в подключении сигнальных проводов даёт отрицательные показания при нагрузке — весы «уходят в минус».
В многодатчиковых весах все датчики сводятся в соединительную коробку и подключаются к терминалу одним кабелем. Там же выполняется угловая юстировка — подстройка так, чтобы одинаковый груз в любой точке платформы давал одинаковые показания.
Как проверить тензодатчик мультиметром
Проверка занимает пять минут и делается без демонтажа. Отключите датчик от соединительной коробки и переведите мультиметр в режим измерения сопротивления.
- Входное сопротивление. Замерьте между EXC+ и EXC−. Должно совпадать с паспортным: обычно 350–420 Ом для датчиков на 350 Ом.
- Выходное сопротивление. Замерьте между SIG+ и SIG−. Норма — паспортное значение, как правило чуть меньше входного.
- Сопротивление изоляции. Между любым проводом и корпусом датчика должно быть очень большое сопротивление — мультиметр покажет обрыв. Если прибор показывает конечное сопротивление, внутрь попала влага: датчик под замену.
- Проверка под нагрузкой. В режиме милливольт подайте питание и посмотрите сигнал: без груза около нуля, под нагрузкой пропорционально растёт и возвращается обратно после снятия.
Что означают отклонения
| Что показал прибор | Вероятная причина |
|---|---|
| Обрыв по питанию или сигналу | перебит кабель или разрушен тензорезистор |
| Сопротивление заметно отличается от паспортного | повреждение моста, датчик неисправен |
| Есть утечка на корпус | нарушена герметизация, попала влага |
| Сигнал не возвращается к нулю после снятия груза | остаточная деформация — датчик был перегружен |
| Показания «плывут» при неизменной нагрузке | влага, окисленные контакты или наводка на кабель |
Отчего датчики выходят из строя
- Перегруз. Разовый удар грузом или постоянная работа на пределе деформируют упругий элемент необратимо. Поэтому предел выбирают с запасом 25–30 %.
- Влага. Самая частая причина на улице и во влажных цехах. Спасает только исполнение IP68 и целые кабельные вводы.
- Механические повреждения кабеля. Перееханный погрузчиком или перебитый кабель — типичная авария на автомобильных и платформенных весах.
- Сварка на конструкции весов без отключения датчиков. Сварочный ток проходит через мост и выжигает его мгновенно.
- Грозовые наводки на длинных линиях уличных весов.
Замена датчика
Менять нужно на аналогичный по типу, пределу, классу точности и, желательно, по сопротивлению: в многодатчиковой системе датчики работают параллельно, и разброс параметров ухудшает точность. После замены обязательны угловая юстировка и, если вмешательство затронуло измерительную часть, внеочередная поверка.
В каталоге 249 позиций: тензодатчики балочные, одноточечные, стержневые, мембранные и S-образные под нагрузки от килограммов до сотни тонн. Подберём аналог по фотографии шильдика — пришлите на sales@promvesgroup.ru.
Частые вопросы
- Можно ли проверить тензодатчик, не снимая с весов?
- Да, достаточно отключить его от соединительной коробки. Измерения сопротивления проводятся на разъёме, демонтаж платформы не нужен.
- Какое сопротивление должно быть у исправного датчика?
- Паспортное: чаще всего 350 или 700 Ом. Отклонение на десятки ом уже указывает на повреждение моста. Точное значение указано в паспорте конкретной модели.
- Можно ли поставить датчик другого производителя?
- Можно, если совпадают тип, посадочные размеры, предел, класс точности и сопротивление. В многодатчиковых весах желательно менять все датчики комплектом или подбирать максимально близкий по параметрам.
- Почему весы «уходят в минус» после замены датчика?
- Перепутаны сигнальные провода SIG+ и SIG−. Поменяйте их местами и повторите юстировку.