Что такое весоизмерительный датчик?

Весоизмерительный датчик (тензодатчик) — это высокоточный прибор, который:

• преобразует силу (вес) взвешиваемого груза в измеримую физическую величину (аналоговый или цифровой сигнал).
• выполняет измерения с обязательным учетом местных физических условий — ускорения силы тяжести (гравитации) и выталкивающей силы окружающего воздуха в месте установки весов.

Классификация датчиков по точности

Для систематизации метрологических требований стандарт разделяет весоизмерительные датчики на четыре класса точности:

• специальный (класс А) — высший класс точности, который имеет от 50 000 и более поверочных делений. Он применяется для сложнейших научно-лабораторных и прецизионных измерений.
• высокий (класс B) — имеет диапазон делений от 5 000 до 100 000. Используется в точных технологических весах высокой точности.
• средний (класс C) — самый распространенный промышленный класс (от 500 до 10 000 делений). Датчики этого класса составляют основу большинства складских, торговых, автомобильных и вагонных весовых систем.
• обычный (класс D) — от 100 до 1 000 делений. Применяется для относительно грубых технологических измерений, дозирования строительных смесей и сыпучих материалов.

Ключевая терминология стандарта

Точный понятийный аппарат необходим для корректной технической и коммерческой документации. Стандарт устанавливает строго выверенную систему понятий:

• поверочный интервал датчика (обозначаемый как v) — выраженный в единицах массы интервал, определяющий точность датчика при его поверке и классификации. Применение термина «цена деления датчика» профессионально некорректно.
• минимальный поверочный интервал (v_min) — наименьшее значение массы, на которое может быть разделен весь диапазон измерений конкретной модели датчика. Он характеризует физический предел разрешающей способности прибора.
• предел допускаемой погрешности (mpe) — максимальное нормативно разрешенное отклонение показания датчика от эталонного значения массы. Вместо термина «допустимая погрешность» всегда используется «допускаемая погрешность».
• доля от предела погрешности весов (p_LC) — доля общей допускаемой погрешности весов, которая отводится исключительно на датчик. По умолчанию этот коэффициент принимается равным 0,7 (то есть на погрешность датчика выделяется 70% от общей допустимой погрешности всей весовой системы).

Метрологическая специфика и требования к стабильности

Датчики работают в сложных условиях внешней среды, поэтому стандарт накладывает жесткие требования к стабильности их работы:

• рабочие температуры: по умолчанию датчик обязан стабильно сохранять точность в температурном диапазоне от минус 10 °С до плюс 40 °С.
• температурный дрейф нуля: при колебаниях температуры показания датчика без нагрузки («ноль») не должны существенно смещаться. Смещение нуля на каждые 5 °С (для классов B, C, D) или на каждые 2 °С (для класса А) строго ограничено долей от его разрешающей способности.
• эффект ползучести: если оставить на весах максимальный груз на 30 минут, показания датчика не должны плыть. Стандарт разрешает дрейф показаний за полчаса не более чем на 70% от его максимальной погрешности. При этом разность между показаниями на 20-й и 30-й минутах нагружения не должна превышать 15% от погрешности.
• возврат к минимальной нагрузке: после снятия полного веса датчик должен возвращаться к исходной нулевой отметке. Остаточное смещение («память» датчика) не должно превышать половину поверочного интервала.
• барометрическое давление: изменение атмосферного давления на 1 килопаскаль не должно приводить к уходу показаний датчика более чем на одно минимальное поверочное деление.
• испытательные эталоны: чтобы результаты испытаний датчика были достоверными, погрешность испытательного стенда (силовопроизводящей машины) должна быть как минимум в 3 раза меньше, чем предел допускаемой погрешности самого датчика.

Часто задаваемые вопросы