Wat is een krachtomvormer?
Een krachtopnemer zet gemeten krachten die kracht, gewicht en druk vertegenwoordigen om in uitgezonden uitgangssignalen. Deze signalen kunnen worden verzonden naar indicatoren, controllers of data-acquisitiesystemen die zijn aangesloten op computers. De meeste krachtopnemers hebben analoge of digitale elektronische, pneumatische of hydraulische uitgangen, afhankelijk van de behoeften van de toepassing. Een krachtopnemer kan zo klein zijn als de kop van een pen, slechts een gram kracht meten (1/28 van een ounce) of zo groot als een brugkolom, die honderden tonnen meet (1 ton is gelijk aan 2000 pond of 909 kilogram) .
Vroege krachtopnemers waren hydraulisch. Cilinders, blaasbalgen of membranen zetten krachten om in druksignalen die werden afgelezen op indicatormeters. Een voordeel van hydrauliek is dat met behulp van indicatormeters op verschillende locaties op dezelfde lijn meerdere mensen tegelijkertijd de informatie konden verkrijgen en gebruiken. Een andere is dat hydraulica inherent afgesloten systemen zijn, waardoor ze over het algemeen robuust, betrouwbaar en ongevoelig voor water en andere verontreinigingen zijn.
Later werden krachtomvormersystemen met pneumatische uitgangen in gebruik genomen, die een eenvoudige integratie in pneumatische procesbesturingssystemen mogelijk maakten met behulp van de universele 3-15 psi-uitvoerconventie. Veel gebruikers van hydraulische systemen installeerden slechts een pneumatische druktransmitter in de hydraulische slang van de reeds aanwezige hydraulische krachtomvormer. Pneumatische krachtomzetters werden ook veel gebruikt om wikkelspanningsremmen op rollende machines in de papierindustrie rechtstreeks te regelen.
Vooruitgang in de techniek van rekstrooksensoren sinds de jaren 1950 veranderde de manier waarop krachten zouden worden gemeten. Het detectie-element was gebaseerd op de relatie tussen elektrische weerstand en verlenging, draaien of andere fysieke vervorming van een geleidende draad, folie of dunne film vanuit zijn normale rustpositie. Toen deze geleiders waren vastgemaakt aan balken, pennen, assen of platen, maakten ze de implementatie mogelijk van zeer nauwkeurige, herhaalbare en robuuste krachtomvormersystemen die loadcellen worden genoemd. Ze zouden worden toegepast op elk gebied van menselijke ondernemingen, van industrie en handel tot transport, gezondheidszorg, wetenschappelijk onderzoek en persoonlijke elektronica. Ze worden gebruikt in weegbakken, weegschalen en voor medische metingen zoals bloeddruk.
Krachtomzettersystemen op basis van rekstrooksensoren of loadcellen zijn over het algemeen goedkoop om te produceren. Ze omvatten spanningsexcitatie voor de sensor en het balansbrugcircuit, een versterkergedeelte, schaling en conditioneringselektronica voor de uitgang. Analoge uitgangen kunnen variëren van gelijkstroom (DC) spanningen die de overhand hebben in wetenschappelijke, medische en defensietoepassingen, tot standaard DC-stroomuitgangen van 4-20 milliampère voor industriële besturingssystemen. Force transducers direct aangesloten op computers en multiplexers kunnen RS-232 seriële interfaces, Universal Serial Bus (USB) -verbindingen en industriële gegevenssnelheden zoals Modbus® bevatten. Voedselschalen in de keuken van een dieter of digitale bandenspanningsmeters op sleutelhangers bevatten beide miniatuurkrachttransducers met eenvoudige LCD-schermen.