అధిక-ఖచ్చితత్వంతో బరువును గుర్తించడం మరియు ప్రదర్శించడం అంటే, బరువు కొలతలు ఖచ్చితమైనవిగా, నమ్మదగినవిగా మరియు పునరావృతమయ్యేవిగా ఉండటం, ఇది మొత్తం వ్యవస్థ పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది. బోర్డ్ స్థాయిలో పనిచేసే హార్డ్‌వేర్ ఇంజనీర్లకు, ప్రామాణిక మరియు అధిక-ఖచ్చితత్వ కొలతల మధ్య వ్యత్యాసం అరుదుగా కేవలం ఒక భాగంలో మాత్రమే ఉండదు. అది మొత్తం గొలుసు యొక్క సంచిత దోషం.
సాధారణ బరువు సెన్సార్లు తరచుగా కఠినమైన పనులకు సరిపడా రీడింగులను ఇస్తాయి. అధిక-ఖచ్చితత్వ బరువు సెన్సింగ్‌కు ఎక్సైటేషన్ స్థిరత్వం, యాంప్లిఫైయర్ నాయిస్, ADC రిజల్యూషన్ మరియు లేఅవుట్‌పై మరింత కఠినమైన నియంత్రణ అవసరం. ఆధునిక వెయి-ఇన్-మోషన్ సిస్టమ్‌లకు అధిక-ఖచ్చితత్వ సెన్సార్లు మరియు అధునాతన అల్గారిథమ్‌లను జోడించడం వల్ల కొలత లోపాలు 30% వరకు తగ్గుతాయని ఫెడరల్ హైవే అడ్మినిస్ట్రేషన్ నివేదిస్తుంది. ఖచ్చితత్వం అనేది కేవలం లోడ్ సెల్స్‌పైనే కాకుండా, జాగ్రత్తగా చేసే డిజైన్‌పై కూడా ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుందని ఇది చూపిస్తుంది.
సెన్సార్-టు-డిస్ప్లే సిగ్నల్ చైన్, డిస్ప్లే వ్యూహం మరియు బోర్డ్-స్థాయి తయారీ కారకాలు అన్నీ కలిసి తుది ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ణయించడానికి పనిచేస్తాయి.
కీ టేకావేస్
అధిక కచ్చితత్వం అనేది కేవలం ఒక భాగం నుండి కాకుండా, మొత్తం వ్యవస్థ నుండి వస్తుంది.
ఉత్తేజ డ్రిఫ్ట్‌ను రద్దు చేయడానికి రేషియోమెట్రిక్ కొలతను ఉపయోగించండి.
సున్నితమైన అనలాగ్ ట్రేస్‌లను పొట్టిగా ఉంచి, వాటిని నాయిస్‌కు దూరంగా ఉంచండి.
కాలక్రమేణా ఖచ్చితత్వాన్ని కాపాడుకోవడానికి క్రమాంకనాన్ని తరచుగా తనిఖీ చేయండి.
మీరు రూపకల్పన చేసేటప్పుడు ఖర్చు మరియు ఖచ్చితత్వం గురించి ముందుగానే ఆలోచించండి.
లోడ్ సెల్స్‌తో అధిక-ఖచ్చితత్వ బరువు సెన్సింగ్‌ను నిర్వచించడం
స్ట్రెయిన్ గేజ్ బ్రిడ్జెస్ మరియు సిగ్నల్ ప్రవర్తన
లోడ్ సెల్ బలాన్ని రెండు దశల్లో విద్యుత్ సంకేతంగా మారుస్తుంది. మొదట, ఆ బలం ఒక యాంత్రిక భాగాన్ని వంచుతుంది, మరియు దానికి అంటించిన స్ట్రెయిన్ గేజ్‌లు దానితో పాటు సాగుతాయి లేదా నొక్కుకుపోతాయి. రెండవది, వీట్‌స్టోన్ బ్రిడ్జ్ ఆ నిరోధక మార్పును వోల్టేజ్‌గా మారుస్తుంది. ఒక నిర్దిష్ట స్ట్రెయిన్‌కు నిరోధకత ఎంత మారుతుందో గేజ్ ఫ్యాక్టర్ నిర్దేశిస్తుంది. కాబట్టి బ్రిడ్జ్ అవుట్‌పుట్ మిల్లీవోల్ట్ పరిధిలో ఉంటుంది మరియు దానిని డిజిటలైజ్ చేయడానికి ముందు తప్పనిసరిగా యాంప్లిఫై చేయాలి.
మీరు బ్రిడ్జ్‌ను ఒక సమతుల్య నెట్‌వర్క్‌గా భావించాలి. సమానమైన భుజాలు మరియు లోడ్ లేనప్పుడు, అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ సున్నాగా ఉంటుంది. ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ భుజాలలో ఏదైనా చిన్న నిరోధక మార్పు బ్రిడ్జ్‌ను అసమతుల్యం చేసి, ఒక డిఫరెన్షియల్ వోల్టేజ్‌ను సృష్టిస్తుంది. క్వార్టర్, హాఫ్, మరియు ఫుల్-బ్రిడ్జ్ లేఅవుట్‌లు ఉష్ణోగ్రత ప్రవర్తనకు అనుగుణంగా సున్నితత్వాన్ని సర్దుబాటు చేసుకుంటాయి, మరియు ప్రెసిషన్ లోడ్ సెల్స్‌లో ఫుల్-బ్రిడ్జ్ సెటప్‌లు సర్వసాధారణం. అన్ని రెసిస్టెన్స్ స్ట్రెయిన్ గేజ్ వెయిట్ సెన్సార్ డిజైన్‌లకు ఇదే ఆధారం.
ముఖ్యమైన ఖచ్చితత్వ నిర్దేశాలు
ఖచ్చితత్వం అనేది ఒకే సంఖ్య కాదు. రిజల్యూషన్, రిపీటబిలిటీ, లీనియారిటీ మరియు డ్రిఫ్ట్ అనేవి ఒక సిస్టమ్ విఫలమయ్యే విభిన్న మార్గాలను వివరిస్తాయి, మరియు తూనిక వ్యవస్థలు వీటన్నింటికీ ప్రణాళిక వేసుకోవాలి. లీనియారిటీ అనేది ఒక ఆదర్శ సరళ రేఖకు మరియు రేంజ్‌కు మధ్య ఉండే అంతరం, ఇది ప్రెసిషన్ లోడ్ సెల్స్‌లో తరచుగా ±0.017% FSO కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. రిపీటబిలిటీ అనేది ఒకే రకమైన లోడింగ్‌ల మధ్య ఉండే వ్యాప్తి, మరియు డ్రిఫ్ట్ అనేది ఉష్ణోగ్రత, క్రీప్ లేదా నాయిస్ వల్ల కలిగే నెమ్మదైన మార్పులను సూచిస్తుంది.
లోడ్ సెల్ రకం | నాన్లీనియారిటీ (% FS) | హిస్టెరిసిస్ (% FS) |
|---|---|---|
సాంప్రదాయ స్ట్రెయిన్-గేజ్ | ± 0.05 | ± 0.05 |
మందపాటి-ఫిల్మ్ స్ట్రెయిన్-గేజ్ | ± 0.2 | ± 0.2 |
హైడ్రాలిక్ | ± 0.3 | ± 0.2 |
సాధారణ బరువు సెన్సార్లు తరచుగా పూర్తి స్కేల్‌లో ±0.1% వరకు అంగీకరిస్తాయి. ఫార్మాస్యూటికల్స్ లేదా ల్యాబ్ టెస్టింగ్‌లో అధిక కచ్చితత్వంతో చేసే పనికి ±0.01% లేదా అంతకంటే ఎక్కువ అవసరం కావచ్చు. మీరు ప్రతి పదాన్ని విడివిడిగా పేర్కొనాలి, ఎందుకంటే మంచి లీనియారిటీ ఉన్న బరువు సెన్సార్ కూడా రిపీటబిలిటీ విషయంలో విఫలం కావచ్చు. ఆ వ్యత్యాసమే సాధారణ కొలతను, అధిక-కచ్చితత్వ బరువు సెన్సింగ్ నుండి వేరు చేస్తుంది.
సలహా: సరఫరాదారులను ఒకే ప్రధాన సంఖ్యను కాకుండా, బహుళ సామర్థ్య పాయింట్ల వద్ద నాన్-లీనియారిటీ మరియు హిస్టెరిసిస్ డేటాను అడగండి.
PCB పై బరువు సెన్సార్ సిగ్నల్ చైన్
ఉత్తేజ స్థిరత్వం మరియు రేషియోమెట్రిక్ కొలత
బ్రిడ్జ్‌కు స్థిరమైన ఎక్సైటేషన్ వోల్టేజ్ అవసరం. సాధారణ విలువలు 5 V మరియు 10 V DC. లోడ్ సెల్ యొక్క అవుట్‌పుట్ ఆ ఎక్సైటేషన్‌కు రేషియోమెట్రిక్‌గా ఉంటుంది, కాబట్టి ఎక్సైటేషన్‌లో 0.01% మార్పు, కొలవబడిన అవుట్‌పుట్‌లో 0.01% మార్పుకు కారణమవుతుంది. కేబుల్ రెసిస్టెన్స్‌తో సహా, కనెక్ట్ చేయబడిన అన్ని లోడ్ సెల్స్ యొక్క మొత్తం రెసిస్టెన్స్‌ను ఎక్సైటేషన్ సోర్స్ డ్రైవ్ చేయగలదో లేదో మీరు తనిఖీ చేయాలి.
రేషియోమెట్రిక్ కొలత ఈ సమస్యలో చాలా వరకు తొలగిస్తుంది. ADC దాని రిఫరెన్స్‌గా ఎక్సైటేషన్ వోల్టేజ్‌నే ఉపయోగిస్తుంది. అప్పుడు సిగ్నల్ మరియు రిఫరెన్స్ కలిసి కదులుతాయి, మరియు ఎక్సైటేషన్ నెమ్మదిగా డ్రిఫ్ట్ అయినప్పుడు డిజిటల్ రీడింగ్ స్థిరంగా ఉంటుంది. దీనికి బదులుగా ఒక అబ్సల్యూట్ సిస్టమ్ స్థిరమైన అంతర్గత రిఫరెన్స్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, కాబట్టి ప్రతి ఎక్సైటేషన్ హెచ్చుతగ్గు నేరుగా రీడింగ్‌లోకి వెళుతుంది. చాలా పారిశ్రామిక తూనిక వ్యవస్థలు రేషియోమెట్రిక్ విధానంపై ఆధారపడి ఉంటాయి. మీ ఇండికేటర్ లేదా యాంప్లిఫైయర్ నిజంగా రేషియోమెట్రిక్ అవునో కాదో తనిఖీ చేయండి, ఎందుకంటే తక్కువ-ధర యూనిట్లు తరచుగా అలా ఉండవు.
స్ట్రెయిన్ గేజ్ బ్రిడ్జ్‌కు శక్తిని అందించడానికి లోడ్ సెల్ సిగ్నల్ కండిషనర్లు స్థిరమైన, నియంత్రిత ఎక్సైటేషన్ వోల్టేజ్‌ను అందించాలి. లోడ్ సెల్ అవుట్‌పుట్ ఎక్సైటేషన్ వోల్టేజ్‌కు రేషియోమెట్రిక్‌గా ఉంటుంది కాబట్టి, ఎక్సైటేషన్ స్థిరత్వం కొలత కచ్చితత్వాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది.
వేగవంతమైన తాత్కాలిక మార్పులు (ట్రాన్సియెంట్స్) ఇప్పటికీ ప్రసారం కాగలవు. తక్కువ శబ్దం గల లీనియర్ సప్లైని ఉపయోగించండి మరియు స్విచ్చింగ్ సప్లైలకు LC ఫిల్టరింగ్‌ను జోడించండి. ఎక్సైటేషన్ మరియు సిగ్నల్ వైర్లను పవర్ కేబుల్స్ నుండి దూరంగా అమర్చండి. లోడ్ సెల్స్ కోసం ఒక ప్రత్యేక ఎక్సైటేషన్ సప్లై, దానికి తోడు ఎక్సైటేషన్ లైన్లపై ఫెర్రైట్ బీడ్స్ లేదా కామన్-మోడ్ చోక్స్‌ను ఉపయోగించడం, శబ్దం ఎక్కువగా ఉండే పరిసరాలలో సహాయపడుతుంది. గ్రౌండ్ లూప్‌లు ఎక్సైటేషన్ మరియు సిగ్నల్ రెండింటిలోకి శబ్దాన్ని ప్రవేశపెడతాయి, కాబట్టి రిటర్న్ మార్గాలను వేరుగా ఉంచండి.
ఇన్‌స్ట్రుమెంటేషన్ యాంప్లిఫైయర్‌లు మరియు డెల్టా-సిగ్మా ADCలు
యాంప్లిఫైయర్ నాయిస్ జోడించకుండా మిల్లీవోల్ట్ సిగ్నల్‌ను పెంచాలి. పారిశ్రామిక మరియు వైద్య సూక్ష్మ పనుల కోసం, DC వద్ద కనీసం 100 dB కామన్-మోడ్ రిజెక్షన్‌ను లక్ష్యంగా పెట్టుకోండి మరియు అసలు సిగ్నల్ ఫ్రీక్వెన్సీ వద్ద AC రిజెక్షన్‌ను తనిఖీ చేయండి, ఎందుకంటే ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగేకొద్దీ అది తగ్గుతుంది. ఇన్‌పుట్ ఆఫ్‌సెట్ మరియు డ్రిఫ్ట్‌ను గమనించండి: 100 గెయిన్ వద్ద, 50 µV ఆఫ్‌సెట్ 5 mV అవుట్‌పుట్ ఎర్రర్‌గా మారుతుంది. జీరో-డ్రిఫ్ట్ చోపర్ ఆర్కిటెక్చర్‌లు అత్యల్ప-ఆఫ్‌సెట్ డిజైన్‌లకు సరిపోతాయి. 0.1% లేదా అంతకంటే మెరుగైన గెయిన్-సెట్టింగ్ రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించండి మరియు మీ ఆపరేటింగ్ గెయిన్ వద్ద గెయిన్-బ్యాండ్‌విడ్త్ ప్రొడక్ట్‌ను నిర్ధారించుకోండి.
పార్ట్ | కీలక తక్కువ-శబ్దం / ఖచ్చితత్వ స్పెసిఫికేషన్లు | బరువు-సెన్సార్ గొలుసులకు అనుకూలత |
|---|---|---|
INA128 (TI) | 50 µV Vos, 120 dB CMRR (G≥100), గెయిన్ 1–10,000, 700 µA Iq | బ్రిడ్జ్ సెన్సార్లు, థర్మోకపుల్స్, ECG ఫ్రంట్-ఎండ్‌లు |
INA118 (TI) | 50 µV Vos, 110 dB CMRR (G=1000), 70 kHz BW @ G=100, ±40 V ఇన్‌పుట్ ప్రొటెక్షన్ | తక్కువ శక్తితో పనిచేసే పోర్టబుల్ పరికరాలు, డేటా సేకరణ |
AD8221 (ADI) | 60 µV గరిష్ట Vos, 80 dB కనిష్ట CMRR (G=1), తక్కువ డ్రిఫ్ట్ | ఖచ్చితమైన పారిశ్రామిక & వైద్య పరికరాలు |
AD620 (ADI) | 1–10,000 వరకు లాభం, తక్కువ ఖర్చు, సింగిల్-చిప్ సరళత | సాధారణ సెన్సార్ విస్తరణ, ECG, తూనిక యంత్రాలు |
LT1167 (ADI) | తక్కువ శబ్దం, అధిక ఖచ్చితత్వం, ఒకే బాహ్య గెయిన్ రెసిస్టర్ | పారిశ్రామిక ప్రక్రియ నియంత్రణ, ఆటోమోటివ్ సెన్సార్లు |
INA828 (TI) | తదుపరి తరం INA128 ప్రత్యామ్నాయం: తక్కువ శబ్దం, తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం, అదే పిన్‌అవుట్ | INA128-ఆధారిత డిజైన్‌ల కోసం డ్రాప్-ఇన్ అప్‌గ్రేడ్ |
యాంప్లిఫైయర్ తర్వాత 24-బిట్ డెల్టా-సిగ్మా ADC వస్తుంది. దీనిలో అంతర్నిర్మితంగా ఉండే PGA 1 నుండి 128 వరకు గెయిన్‌లను అందిస్తుంది, మరియు కన్వర్టర్ 23-బిట్ ENOB వరకు చేరుకోగలదు. ఒక ప్రోగ్రామబుల్ FIR ఫిల్టర్ ఒకే సమయంలో 50 Hz మరియు 60 Hz నాచ్ ఫిల్టరింగ్‌ను అందిస్తుంది, ఇది మెయిన్స్ ఇంటర్‌ఫియరెన్స్‌ను నిరోధిస్తుంది. ఆన్-చిప్ LDO రెగ్యులేటర్ మరియు క్యాలిబ్రేషన్ రిజిస్టర్‌లు బాహ్య భాగాల సంఖ్యను తగ్గిస్తాయి. ఈ ఆర్కిటెక్చర్ తూనిక యంత్రాలు మరియు స్ట్రెయిన్ గేజ్‌లలో బ్రిడ్జ్ కొలతకు అనుకూలంగా ఉంటుంది, ఇక్కడ శాంపిల్ రేట్ కంటే రిజల్యూషన్‌కు ఎక్కువ ప్రాధాన్యత ఉంటుంది. ఈ విధంగా నిర్మించిన డిజిటల్ వెయిట్ సెన్సార్ చాలా చిన్న బల మార్పులను కూడా గుర్తించగలదు. నాయిస్-ఫ్రీ కౌంట్స్, రా బిట్ డెప్త్ కాదు, వెయిట్ సెన్సార్ యొక్క నిజమైన ఉపయోగపడే రిజల్యూషన్‌ను మీకు తెలియజేస్తాయి.
బరువు సెన్సార్ల కోసం బోర్డు లేఅవుట్
రక్షణ కవచం, కాపలా మరియు స్టార్ గ్రౌండింగ్
బరువు సెన్సార్ల నుండి వచ్చే బలహీనమైన అనలాగ్ సిగ్నల్స్‌ను నాయిసీ సర్క్యూట్‌ల నుండి వేరుగా ఉంచాలి. యాంప్లిఫైయర్ మరియు కన్వర్టర్ స్టేజ్‌లను సిగ్నల్ సోర్స్‌కు దగ్గరగా ఉంచండి. చిన్న ట్రేస్‌లు తక్కువ ఇంటర్‌ఫియరెన్స్‌ను గ్రహిస్తాయి. బరువు సెన్సార్ ట్రేస్‌లను స్విచ్చింగ్ రెగ్యులేటర్లు, ఆసిలేటర్లు మరియు హై-స్పీడ్ డిజిటల్ లైన్‌ల నుండి దూరంగా ఉంచండి. ఒకవేళ లైన్లు ఒకదానికొకటి దాటుకోవలసి వస్తే, వాటిని సమాంతరంగా కాకుండా లంబ కోణంలో దాటించండి. ట్రేస్‌ల మధ్య కనీసం ట్రేస్ వెడల్పుకు మూడు రెట్ల దూరం ఉంచడం, ఇరుకైన లేఅవుట్‌లలో సున్నితమైన లైన్‌లను వేరుచేయడానికి సహాయపడుతుంది.
స్టార్ గ్రౌండింగ్ ఖచ్చితత్వాన్ని కాపాడుతుంది. ప్రతి రిటర్న్ పాత్‌ను దానికదే ఒక ఉమ్మడి పాయింట్‌కు తిరిగి పంపుతుంది. ఆప్-యాంప్ సప్లై రిటర్న్‌లు వాటి సొంత ట్రేస్‌లపై స్టార్ పాయింట్‌కు చేరినప్పుడు, షేర్డ్-ఇంపీడెన్స్ లోపాలు తొలగిపోతాయి. అధిక-ఇంపీడెన్స్ నోడ్‌ల చుట్టూ ఉండే గార్డ్ రింగ్‌లు ఉపరితల లీకేజీని ఆపుతాయి, మరియు కన్ఫార్మల్ కోటింగ్ తేమ వల్ల ఖచ్చితత్వం నెమ్మదిగా దెబ్బతినకుండా కాపాడుతుంది. గ్రౌండ్ ప్లేన్‌లు సున్నితమైన ట్రేస్‌లకు రక్షణ కవచంలా ఉండి, రిటర్న్ పాత్‌లకు తక్కువ దూరం గల మార్గాన్ని అందిస్తాయి.
టెక్నిక్ | సమస్య పరిష్కరించబడింది | గైడెన్స్ |
|---|---|---|
విభజన | సిగ్నల్ తరగతుల మధ్య క్రాస్‌టాక్ | తక్కువ స్థాయి అనలాగ్‌ను డిజిటల్ నుండి వేరు చేయండి |
స్టార్ గ్రౌండింగ్ | గ్రౌండ్-లూప్ ఎర్రర్ వోల్టేజ్‌లు | ఒక సాధారణ రిటర్న్ పాయింట్ |
కాపలా | అధిక ఇంపెడెన్స్ వద్ద ఉపరితల లీకేజ్ | బోర్డుకు ఇరువైపులా గార్డ్ రింగులు |
గ్రౌండ్ ప్లేన్స్ | రిటర్న్-పాత్ అంతరాయాలు | సిగ్నల్స్ కింద విమానం విడిపోవడాన్ని నివారించండి |
మెకానికల్ మౌంటింగ్, క్రీప్ మరియు ఆఫ్-సెంటర్ లోడింగ్
ప్రెసిషన్ లోడ్ సెల్స్ వాటి నిర్దేశిత ఖచ్చితత్వాన్ని అందిస్తాయో లేదో మౌంటింగ్ నిర్ణయిస్తుంది. సైడ్ లోడింగ్ మరియు ఎగుడుదిగుడు ఉపరితలాలు క్యాలిబ్రేషన్ ద్వారా సరిచేయలేని ఒత్తిడి పాయింట్లను సృష్టిస్తాయి. ప్రతి లోడ్ సెల్‌ను స్థిరమైన, సమతల ఉపరితలంపై మౌంట్ చేయండి మరియు ప్రయోగించిన బలాన్ని సెన్సింగ్ యాక్సిస్‌తో సమలేఖనం చేయండి. ఉష్ణ వ్యాకోచాన్ని నిరోధించే దృఢమైన మౌంటింగ్, ఉష్ణోగ్రత మారినప్పుడు ఒత్తిడి పంపిణీని వక్రీకరిస్తుంది.
క్రీప్ అనేది స్థిరమైన భారం కింద నెమ్మదిగా జరిగే విరూపణ. ఇది బరువు సెన్సార్ల అవుట్‌పుట్‌ను పక్కకు మళ్లిస్తుంది మరియు నాన్‌లీనియారిటీని పెంచుతుంది. మీకు వీలైనప్పుడు త్వరగా రీడింగులు తీసుకోండి, మరియు డ్రిఫ్ట్‌ను పట్టుకోవడానికి క్రమం తప్పకుండా క్యాలిబ్రేషన్ ఏర్పాటు చేసుకోండి. ఆఫ్-సెంటర్ లోడింగ్ బెండింగ్ మూమెంట్స్‌ను సృష్టిస్తుంది, ఇవి లోడ్ స్థానాన్ని బట్టి మారే స్పాన్ లోపాలకు కారణమవుతాయి. వెయింగ్ సిస్టమ్స్‌లో ట్రిమ్ రెసిస్టర్లు లేదా డిజిటల్ ఇండికేటర్‌తో కార్నర్ కరెక్షన్ చేయడం ద్వారా దీనిని సరిచేయవచ్చు. ఆధునిక నాణ్యమైన లోడ్ సెల్స్, సంవత్సరానికి రేటెడ్ కెపాసిటీలో ±0.02% కంటే మెరుగైన దీర్ఘకాలిక స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఈ గొలుసులోని ప్రతి బరువు సెన్సార్‌ను ఒకే జాగ్రత్తతో చూసుకోండి, ఎందుకంటే ఒక బలహీనమైన మౌంటింగ్ పాయింట్ మొత్తం కొలతను పరిమితం చేస్తుంది.
సూచన: మూలల పరీక్షలను నిర్వహించే ముందు, లోడ్ సెల్ అమర్చే ఉపరితలాలన్నీ సమతలంగా మరియు ఒకే తలంలో ఉన్నాయో లేదో సరిచూసుకోండి.
అధిక-ఖచ్చితత్వ బరువు సెన్సింగ్‌లో క్రమాంకనం మరియు ఖచ్చితత్వం
ఉష్ణోగ్రత పరిహారం మరియు స్పాన్ క్రమాంకనం
ఉష్ణోగ్రత మార్పులు ప్రతి బ్రిడ్జ్ యొక్క జీరో పాయింట్‌ను మరియు స్పాన్‌ను కదిలిస్తాయి. మీరు సిస్టమ్‌ను డిజైన్ చేసేటప్పుడు ఈ రెండు ప్రభావాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి. దీనికి సరిపోలిన స్ట్రెయిన్ గేజ్‌లు సహాయపడతాయి. ఉష్ణ మార్పులు వాటిపై సమానంగా ప్రభావం చూపి, ఒకదానికొకటి రద్దు చేసుకునే విధంగా గేజ్‌లను అమర్చండి. ఫుల్-బ్రిడ్జ్ లేఅవుట్ ఈ పనిని చక్కగా చేస్తుంది. తక్కువ ఉష్ణ వ్యాకోచం గల మిశ్రమ లోహాలతో తయారు చేసిన లోడ్ సెల్ బాడీలు, గది వేడెక్కినా లేదా చల్లబడినా ఆకారాన్ని స్థిరంగా ఉంచుతాయి.
అనేక పరిహార పద్ధతులు ఉన్నాయి, మరియు ప్రతి పద్ధతి సామర్థ్యానికి బదులుగా ఖర్చును బేరీజు వేస్తుంది.
విధానం | అది ఎలా పని చేస్తుంది | ముఖ్య లక్షణాలు |
|---|---|---|
థర్మిస్టర్ ఎక్సైటేషన్ సర్దుబాటు | థర్మిస్టర్‌లు ఉష్ణ ప్రభావాలను భర్తీ చేయడానికి బ్రిడ్జ్ ఎక్సైటేషన్‌ను మారుస్తాయి | సిగ్నల్ వ్యాప్తిని కొద్దిగా (~10%) తగ్గిస్తుంది మరియు ఉష్ణ ప్రతిస్పందనను నెమ్మదింపజేస్తుంది, కానీ స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. |
హార్డ్‌వేర్ పరిహారం | అదనపు ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్లు మరియు సర్క్యూట్లు అవుట్‌పుట్‌ను నిజ సమయంలో సరిచేస్తాయి | వేగవంతమైన స్పందన; అధిక ఖర్చు |
సాఫ్ట్‌వేర్ పరిహారం | ప్రాసెసర్ ఉష్ణోగ్రత-సరిదిద్దే నమూనాను వర్తింపజేస్తుంది | సౌకర్యవంతమైనది మరియు తక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది; ఖచ్చితమైన క్రమాంకన డేటాపై ఆధారపడి ఉంటుంది |
నిష్క్రియ పరిహారం | స్థిర నిరోధకాలు మొదటి-క్రమ దోషాలను ఎదుర్కొంటాయి, ఇవి తయారీ సమయంలో జోడించబడతాయి. | మితమైన వాతావరణంలో పనిచేస్తుంది; సంక్లిష్టమైన ఉష్ణ ప్రవర్తనను తట్టుకోలేదు |
క్రియాశీల పరిహారం | అంతర్నిర్మిత సెన్సార్లు పరిసర పరిస్థితులను కొలుస్తాయి; ఒక మైక్రోప్రాసెసర్ నిజ-సమయ దిద్దుబాట్లను గణిస్తుంది | నాన్-లీనియర్ లోపాలను నిర్వహిస్తుంది; డైనమిక్ పరిసరాలలో ఖచ్చితత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది |
జీరో-పాయింట్ కాంపెన్సేషన్ జీరో-డ్రిఫ్ట్ కర్వ్‌ను చదును చేస్తుంది, ఇది అధిక-ఖచ్చితత్వ తూకం కోసం మీకు స్థిరమైన ప్రారంభ స్థానాన్ని ఇస్తుంది. ఆ తర్వాత స్పాన్ క్యాలిబ్రేషన్ వస్తుంది. రేంజ్ అంతటా తెలిసిన ద్రవ్యరాశులను వర్తింపజేయండి, రా కౌంట్‌లను రికార్డ్ చేయండి మరియు స్లోప్‌ను ఫిట్ చేయండి. రెండు లేదా మూడు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఈ ప్రయోగాన్ని పునరావృతం చేయండి. కరెక్షన్ కోఎఫిషియంట్‌లను డిజిటల్ వెయిట్ సెన్సార్‌లో నిల్వ చేయండి, తద్వారా షిప్పింగ్ తర్వాత కూడా యూనిట్ పునరావృతమయ్యే ఖచ్చితత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
సూచన: ఏదైనా యాంత్రిక మరమ్మత్తు తర్వాత స్పాన్ క్రమాంకనాన్ని మళ్లీ చేయండి. ఉష్ణ విచలనం కంటే కొత్త మౌంటింగ్ బోల్ట్ జీరోను ఎక్కువగా మార్చగలదు.
డిస్ప్లే ఇంటర్‌ఫేస్ మరియు రిఫ్రెష్ వ్యూహం
ఈ గొలుసులో డిస్ప్లే చివరి అంకం, మరియు ఇది ఎలక్ట్రానిక్స్ సాధించిన కచ్చితత్వాన్ని దెబ్బతీయగలదు. డిస్ప్లేలో కనిపించే రిజల్యూషన్‌ను కన్వర్టర్ యొక్క నాయిస్-ఫ్రీ కౌంట్స్‌కు సరిపోల్చండి. బరువు సెన్సార్ గుర్తించలేని అంకెలను చూపించడం వల్ల రీడింగ్ మినుకుమినుకుమంటుంది, మరియు ఆపరేటర్లు కొలతపై నమ్మకాన్ని కోల్పోతారు. డిస్ప్లేను ఒక స్థిరమైన అంకెకు రౌండ్ చేసి, దానిని అలాగే ఉంచండి.
రిఫ్రెష్ వ్యూహం కూడా అంతే ముఖ్యం. వేగవంతమైన అప్‌డేట్ రేటులో నాయిస్ కనిపిస్తుంది; నెమ్మదైనది మందకొడిగా అనిపిస్తుంది. మీరు అనేక మెయిన్స్ సైకిల్స్‌ను కవర్ చేసే విండోలో సగటును లెక్కించి, ఆపై డిస్ప్లేను స్థిరమైన రేటుతో అప్‌డేట్ చేయాలి. కదలిక ఆగిపోయిన తర్వాత ఒక చిన్న సెటిలింగ్ డిలేను జోడించండి. ఇది హెచ్చుతగ్గులకు లోనయ్యే సంఖ్యకు బదులుగా, పునరావృతమయ్యే బరువు రీడింగ్‌లను అందిస్తుంది.
స్పష్టంగా చదవగలిగేలా ఉండటం పనిని పూర్తి చేస్తుంది. స్పష్టమైన ఫాంట్, మంచి కాంట్రాస్ట్ మరియు విలువ పక్కన యూనిట్లను ఉపయోగించండి. అత్యంత కచ్చితమైన ద్రవ్యరాశి కొలత కోసం, స్థిరత్వ సూచికలను మరియు జీరో-ట్రాకింగ్ ఫ్లాగ్‌ను చూపించండి. ఈ సూచనలు రీడింగ్ ఎప్పుడు నమ్మదగినదో ఆపరేటర్‌కు తెలియజేస్తాయి. చక్కగా రూపొందించిన ఇంటర్‌ఫేస్, ముడి కన్వర్టర్ గణనలను ప్రజలు చర్య తీసుకోవడానికి వీలైన కచ్చితమైన డిజిటల్ బరువు రీడింగ్‌గా మారుస్తుంది.
ప్రతి దశ ముఖ్యమైనది. లోడ్ సెల్ భౌతిక పరిమితిని నిర్దేశిస్తుంది, సిగ్నల్ చైన్ సిగ్నల్‌ను రక్షిస్తుంది, మరియు క్యాలిబ్రేషన్ ప్లస్ డిస్ప్లే కాలక్రమేణా కొలత కచ్చితత్వాన్ని కాపాడుతాయి. క్యాలిబ్రేషన్‌ను ఒకేసారి చేసే పనిగా కాకుండా, ఒక ప్రక్రియగా పరిగణించండి, అప్పుడు మీ తూనిక వ్యవస్థలు వాటి సేవా కాలమంతా అధిక కచ్చితత్వాన్ని అందిస్తాయి.
ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలు మరియు DFM ట్రేడ్-ఆఫ్‌లు
పారిశ్రామిక, వైద్య మరియు ప్రయోగశాల వ్యవస్థలు
పనిని బట్టి ఖచ్చితత్వ లక్ష్యాలు మారుతాయి. మీరు డేటాషీట్ శీర్షికకు కాకుండా, పనికి సరిపోయే లోడ్ సెల్స్‌ను ఎంచుకోవాలి.
అప్లికేషన్ వర్గం | సాధారణ ఖచ్చితత్వ అవసరం |
|---|---|
వాణిజ్యానికి చట్టబద్ధమైనది / కొలమాన శాస్త్రం | ±0.02% (OIML C3) |
చాలా పారిశ్రామిక ప్రక్రియ నియంత్రణ | ± 0.03% |
ఖర్చు-సున్నితమైన అప్లికేషన్లు (కఠినమైన సమ్మతి లేదు) | ±0.05% నుండి ±0.1% |
ప్రతి పనికి ఖచ్చితత్వ అవసరాలు భిన్నంగా ఉంటాయి: ఔషధ మోతాదులను కొలిచే వైద్య త్రాసుకు, కంకర లేదా ఇసుక వంటి బల్క్ పదార్థాలను తూచే పారిశ్రామిక త్రాసు కంటే ఎక్కువ సూక్ష్మమైన రిజల్యూషన్ అవసరం. అందుకే అనేక రకాల ఉపయోగాలకు సరిపోయేలా లోడ్ సెల్స్ వివిధ ఖచ్చితత్వ మరియు సామర్థ్య స్థాయిలలో లభిస్తాయి.
ఔషధాల తయారీ మరియు ప్రయోగశాల వాతావరణంలో, తూకం వేయడం అనేది చాలా అధిక కచ్చితత్వం మరియు నియమాలకు అనుగుణంగా ఉండేలా లక్ష్యంగా పెట్టుకుంటుంది, ముఖ్యంగా క్రియాశీల ఔషధ పదార్థాలు (APIs) మరియు నాణ్యత నియంత్రణ విషయంలో. మంచి తయారీ పద్ధతులు (GMP) మైక్రోగ్రామ్ వరకు కచ్చితత్వాన్ని కోరుతాయి, ఎందుకంటే బరువులో చిన్న మార్పులు కూడా తుది ఔషధ ఉత్పత్తి యొక్క స్థిరత్వాన్ని మరియు లక్షణాలను మార్చగలవు. అధిక-రిజల్యూషన్ ల్యాబ్ అనలిటికల్ బ్యాలెన్స్‌లు మరియు ప్రయోగశాల అనలిటికల్ బ్యాలెన్స్‌లు తక్కువ నాయిస్ మరియు కఠినమైన డ్రిఫ్ట్ నియంత్రణ కలిగిన బరువు సెన్సార్లపై ఆధారపడతాయి. ప్రచురించబడిన ఒక కేస్ స్టడీ దీని ప్రయోజనాన్ని చూపిస్తుంది: షుమేట్ (2018, SLAS టెక్నాలజీ) హై-త్రూపుట్ స్క్రీనింగ్‌లో డిస్పెన్స్ రేట్లను ట్రాక్ చేయడానికి ఒక JAMS ప్లాట్‌ఫామ్‌ను ధృవీకరించింది. ఇది కొలిచిన బరువులు మాన్యువల్ ఆపరేటర్ తూకంతో పోలిస్తే సగటున 1.0% తేడాను చూపించాయి మరియు ఇది సకాలంలో హెచ్చరికలతో రియల్-టైమ్ గ్రావిమెట్రిక్ సారాంశాలను అందించింది. ఈ అధ్యయనం అధిక ఖర్చులు మరియు తక్కువ స్కేలబిలిటీని కూడా గుర్తించింది.
తయారీ కోసం రూపకల్పన పరిమితులు
ప్రతి ఖర్చు నిర్ణయం ఎర్రర్ బడ్జెట్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది. చౌకైన వెయిట్ సెన్సార్లలో తరచుగా విస్తృతమైన నాన్లీనియారిటీ మరియు హిస్టెరిసిస్ ఉంటాయి, మరియు మీరు బోర్డ్ స్థాయిలో ఆ ఎర్రర్‌ను క్యాలిబ్రేట్ చేసి తొలగించలేరు. తుది ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్దేశించే ఛానెళ్ల కోసం మీరు కచ్చితమైన టాలరెన్స్ ఉన్న భాగాలను కేటాయించాలి, మరియు డిస్ప్లే ఎలాగూ విలువను రౌండ్ చేసే చోట కాస్త వదులుగా ఉండే భాగాలను అంగీకరించాలి.
అసెంబ్లీ ఎంపికలు కూడా ముఖ్యమైనవి . కనెక్టర్ మరియు కేబుల్ రెసిస్టెన్స్ బ్రిడ్జ్ సర్క్యూట్‌కు తోడవుతుంది, కాబట్టి తక్కువ-కాంటాక్ట్-రెసిస్టెన్స్ ఉన్న భాగాలను పేర్కొని, వాటిని పరీక్షించండి. యాంప్లిఫైయర్ మరియు కన్వర్టర్‌పై ఉండే సోల్డర్ జాయింట్ నాణ్యత ఆఫ్‌సెట్ డ్రిఫ్ట్‌ను ప్రభావితం చేస్తుంది, మరియు IPC-A-610 క్లాస్ 2 తనిఖీ ఇటువంటి అనేక లోపాలను పట్టుకుంటుంది. కాన్ఫార్మల్ కోటింగ్ ఒక అదనపు ప్రక్రియ దశను జోడిస్తుంది, కానీ అధిక-ఇంపీడెన్స్ నోడ్‌లను తేమ నుండి రక్షిస్తుంది. పరీక్ష సమయం అనేది మరొక రాజీ: పూర్తి మల్టీ-పాయింట్ స్పాన్ క్యాలిబ్రేషన్‌కు సింగిల్-పాయింట్ చెక్ కంటే యూనిట్‌కు ఎక్కువ ఖర్చవుతుంది, అయినప్పటికీ ఇది రవాణా చేయబడిన బ్యాచ్ అంతటా ఖచ్చితత్వాన్ని నిలుపుతుంది. ఈ పరిమితులను ముందుగానే సమతుల్యం చేసుకుంటే, మీ ప్రెసిషన్ వెయింగ్ సొల్యూషన్స్ క్షేత్రస్థాయిలో వాటి కొలత పనితీరును నిలుపుకుంటాయి.
అధిక కచ్చితత్వంతో బరువును గుర్తించి, ప్రదర్శించే విధానం మీకు నమ్మదగిన కొలతలను అందిస్తుంది: అవి కచ్చితమైనవి, విశ్వసనీయమైనవి మరియు పునరావృతమయ్యేవి. ఆ నమ్మకమే మొత్తం వ్యవస్థ మరింత మెరుగ్గా పనిచేసేలా చేస్తుంది.
ఈ పాఠాలు మొత్తం గొలుసుకు వర్తిస్తాయి. లోడ్ సెల్స్ భౌతిక పరిమితిని నిర్దేశిస్తాయి, మరియు వాటి బ్రిడ్జ్ ప్రవర్తించే తీరు ఎలక్ట్రానిక్స్ ఏమి పరిష్కరించగలదో నిర్వచిస్తుంది. సిగ్నల్ చైన్ డిజైన్ ఆ చిన్న సిగ్నల్‌ను కాపాడుతుంది. బోర్డ్ లేఅవుట్ శబ్దాన్ని దానికి దూరంగా ఉంచుతుంది. క్యాలిబ్రేషన్ క్రమశిక్షణ కాలక్రమేణా కచ్చితత్వాన్ని కాపాడుతుంది. DFM ట్రేడ్-ఆఫ్‌లు, డిజైన్ ఎక్కువ పరిమాణంలో కూడా తన కచ్చితత్వాన్ని నిలుపుకుంటుందా లేదా అని నిర్ణయిస్తాయి. బరువు సెన్సార్లు ప్రతి దశలోనూ తీసుకునే శ్రద్ధకు ప్రతిఫలమిస్తాయి, మరియు ఒక బలహీనమైన లంకె మిగిలినవాటిని పరిమితం చేస్తుంది.
ఖచ్చితత్వపు అవసరాలు ఇప్పుడు ఆధునిక కొలత వ్యవస్థల రూపకల్పనను నిర్దేశిస్తున్నాయి. పూర్తి గొలుసును ముందుగానే ప్రణాళిక చేసే హార్డ్‌వేర్ ఇంజనీర్లు వాటిని నెరవేర్చగలుగుతారు.
తరచూ అడిగే ప్రశ్నలు (FAQ)
స్థిరమైన డిస్ప్లే కోసం నాకు ఎన్ని నాయిస్-ఫ్రీ కౌంట్స్ అవసరం?
మీరు చూపించే అంకెలను కన్వర్టర్ యొక్క శబ్దం లేని గణనలతో సరిపోల్చండి. 24-బిట్ డెల్టా-సిగ్మా ADC మీకు పుష్కలంగా రా బిట్‌లను అందిస్తుంది. ఉపయోగపడే రిజల్యూషన్ తక్కువగా ఉంటుంది. బరువు సెన్సార్ స్థిరంగా ఉంచగలిగే అంకెలను మాత్రమే చూపించండి. అదనపు అంకెలు మినుకుమినుకుమంటూ ఉంటాయి మరియు ఆపరేటర్లు రీడింగ్‌ను తక్కువగా విశ్వసించేలా చేస్తాయి.
లోడ్ స్థిరంగా ఉన్నప్పటికీ నా రీడింగ్ ఎందుకు మారుతోంది?
క్రీప్, ఉష్ణ ప్రభావాలు మరియు ఎక్సైటేషన్ డ్రిఫ్ట్ అన్నీ అవుట్‌పుట్‌ను నెమ్మదిగా కదిలిస్తాయి. ముందుగా మౌంటింగ్‌ను తనిఖీ చేయండి. వంగిన ఉపరితలం లేదా సైడ్ లోడ్, క్యాలిబ్రేషన్ తొలగించలేని ఒత్తిడిని పెంచుతాయి. ఆ తర్వాత, ఎక్సైటేషన్ సోర్స్ స్థిరంగా ఉందని మరియు కన్వర్టర్ నిజంగా రేషియోమెట్రిక్ అని నిర్ధారించుకోండి. ఏదైనా మెకానికల్ రీవర్క్ తర్వాత స్పాన్ క్యాలిబ్రేషన్‌ను మళ్లీ చేయండి.
నేను రేషియోమెట్రిక్ రిఫరెన్స్ వాడాలా లేక అబ్సొల్యూట్ రిఫరెన్స్ వాడాలా?
చాలా తూనిక వ్యవస్థల కోసం రేషియోమెట్రిక్‌ను ఎంచుకోండి. ADC దాని రిఫరెన్స్‌గా ఎక్సైటేషన్ వోల్టేజ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, కాబట్టి నెమ్మదైన ఎక్సైటేషన్ డ్రిఫ్ట్ రద్దు అవుతుంది. ఒక అబ్సల్యూట్ రిఫరెన్స్ ప్రతి ఎక్సైటేషన్ హెచ్చుతగ్గును నేరుగా రీడింగ్‌లోకి పంపుతుంది. ఇండికేటర్ నిజంగా రేషియోమెట్రిక్ అని ధృవీకరించుకోండి, ఎందుకంటే తక్కువ-ధర యూనిట్లు తరచుగా అలా ఉండవు.
నా అప్లికేషన్‌కు ఏ ఖచ్చితత్వ లక్ష్యం సరిపోతుంది?
వాణిజ్యపరమైన చట్టబద్ధమైన పనులకు సాధారణంగా OIML C3 తరగతి పనితీరు అవసరం. చాలా పారిశ్రామిక ప్రక్రియ నియంత్రణ కొంచెం వదులుగా ఉంటుంది. అనుగుణ్యత నియమాలు లేని, ఖర్చు-సున్నితమైన ఉత్పత్తులు విస్తృతమైన టాలరెన్స్‌లను అంగీకరించగలవు. పనికి సరిపోయే లోడ్ సెల్‌లను ఎంచుకోండి, మరియు చౌకైన బరువు సెన్సార్లలో ఉండే నాన్‌లీనియారిటీని మీరు బోర్డ్ స్థాయిలో క్యాలిబ్రేట్ చేసి తొలగించలేరని గుర్తుంచుకోండి.
