تاريخ خلية الحمل

Aخلية الحملهو نوع خاص من المحولات أو المستشعرات التي تُحوّل القوة إلى خرج كهربائي قابل للقياس. يتكون جهاز خلية الحمل النموذجي من أربعة مقاييس إجهاد بتصميم جسر ويتستون. على المستوى الصناعي، يتكون هذا التحويل من تحويل الحمل إلى إشارة كهربائية تناظرية.

استخدم ليوناردو دافنشي مواضع أثقال موازنة معايرة على رافعة ميكانيكية لموازنة وتحديد أوزان مجهولة. واستخدمت تصاميمه المتنوعة رافعات متعددة، كل منها بطول مختلف، ومتوازنة بوزن قياسي واحد. قبل أن تحل خلايا الحمل الهيدروليكية والإلكترونية محل الرافعات الميكانيكية في تطبيقات الوزن الصناعية، كانت هذه المقاييس الميكانيكية ذات الرافعات شائعة الاستخدام. استُخدمت لوزن كل شيء، من الحبوب إلى عربات السكك الحديدية، بدقة وموثوقية شريطة معايرتها وصيانتها بشكل صحيح. وتضمنت استخدام آلية موازنة الوزن أو الكشف عن القوة التي طورتها الرافعات الميكانيكية. وتضمنت أقدم أجهزة استشعار القوة، قبل قياس الانفعال، تصميمات هيدروليكية وهوائية.

في عام ١٨٤٣، ابتكر الفيزيائي البريطاني تشارلز ويتستون دائرة جسرية لقياس المقاومات الكهربائية. تُعد دائرة جسر ويتستون مثالية لقياس تغيرات المقاومة التي تحدث في مقاييس الانفعال. على الرغم من تطوير أول مقياس انفعال بسلك مقاومة مُلصق في أربعينيات القرن العشرين، إلا أن هذه التقنية الجديدة لم تصبح مجدية تقنيًا واقتصاديًا إلا مع تطور الإلكترونيات الحديثة. ومنذ ذلك الحين، انتشرت مقاييس الانفعال بشكل كبير كمكونات ميكانيكية للميزان وكخلايا حمل مستقلة. واليوم، باستثناء بعض المختبرات التي لا تزال تستخدم فيها الموازين الميكانيكية الدقيقة، تُهيمن خلايا حمل مقياس الانفعال على صناعة الوزن. تُستخدم خلايا الحمل الهوائية أحيانًا حيثما تكون السلامة والصحة مطلوبتين، وتُؤخذ خلايا الحمل الهيدروليكية في الاعتبار في المناطق النائية، لأنها لا تتطلب مصدر طاقة. توفر خلايا حمل مقياس الانفعال دقة تتراوح بين ٠.٠٣٪ و٠.٢٥٪ على النطاق الكامل، وهي مناسبة لجميع التطبيقات الصناعية تقريبًا.

 

كيف يعمل؟

يتم تصنيف تصميمات خلايا الحمل وفقًا لنوع إشارة الإخراج المولدة (هوائية، هيدروليكية، كهربائية) أو وفقًا للطريقة التي تكتشف بها الوزن (الضغط، الشد، أو القص)هيدروليكيخلايا الحمل هي أجهزة توازن القوة، حيث تقيس الوزن كتغير في ضغط سائل التعبئة الداخلي.هوائيتعمل خلايا الحمل أيضًا على مبدأ توازن القوة. تستخدم هذه الأجهزة مخمدات متعددة

غرف لتوفير دقة أعلى مما يمكن لجهاز هيدروليكي أن يوفره.مقياس الانفعالتُحوّل خلايا الحمل الحمل المؤثر عليها إلى إشارات كهربائية. تُثبّت المقاييس نفسها على عارضة أو عنصر هيكلي يتشوه عند تطبيق الوزن.


وقت النشر: 6 مايو 2021