Vad är en kraftomvandlare?
En kraftomvandlare konverterar uppmätta krafter som representerar kraft, vikt och tryck till överförda utsignaler. Dessa signaler kan skickas till indikatorer, styrenheter eller datainsamlingssystem anslutna till datorer. De flesta kraftomvandlare har antingen analoga eller digitala elektroniska, pneumatiska eller hydrauliska utgångar, beroende på applikationens behov. En kraftomvandlare kan vara så liten som huvudet på en stift, mäta bara ett gram kraft (1 / 28th av en uns) eller så stor som en brokolonn, mäta hundratals ton (1 ton är 2000 pund eller 909 kg) .
Tidiga kraftgivare var hydrauliska. Cylindrar, bälgar eller membran omvandlade krafter till trycksignaler som lästes på indikatormätare. En fördel med hydraulik är att indikatormätare på olika platser på samma linje gjorde det möjligt för flera personer att få och använda informationen samtidigt. En annan är att hydraulik är i sig tätade system, vilket gör dem generellt robusta, pålitliga och ogenomträngliga för vatten och andra föroreningar.
Senare kom kraftomvandlingssystem med pneumatiska utgångar i bruk, vilket möjliggjorde enkel integration i pneumatiska processkontrollsystem med hjälp av den universella 3-15 psi utgångskonventionen. Många användare av hydraulsystem har bara installerat en pneumatisk trycköverförare i det hydrauliska slanget från den hydrauliska kraftomvandlaren som redan finns på plats. Pneumatiska kraftomvandlare användes också allmänt för att direkt kontrollera lindningsspänningsbromsar på rullmaskiner inom pappersindustrin.
Framsteg inom spänningsmätningssensorer sedan 1950-talet förändrade hur krafter skulle mätas. Avkänningselementet baserades på förhållandet mellan elektriskt motstånd och töjning, vridning eller annan fysisk distorsion av en ledande trådtråd, folie eller tunn film från dess normala viloläge. När dessa ledare var bundna till balkar, stift, axlar eller plattor, tillät de implementering av mycket noggranna, repeterbara och robusta kraftomvandlingssystem som kallas lastceller. De skulle tillämpas på alla områden inom mänskligt företag från industri och handel till transport, hälsovård, vetenskaplig forskning och personlig elektronik. De används i vågfack, skalor och för medicinska mätningar som blodtryck.
Kraftomvandlingssystem baserade på spänningsmätningssensorer eller lastceller är vanligtvis billiga att producera. De inkluderar spänningsexcitering för sensorn och balanseringsbryggkretsen, en förstärkarsektion, skalning och konditioneringselektronik för utgången. Analoga utgångar kan sträcka sig från likströmspänningar (DC) som dominerar vetenskapliga, medicinska och försvarsapplikationer till vanliga likströmsutgångar på 4-20 milliamp för industriella styrsystem. Kraftomvandlare som är direkt anslutna till datorer och multiplexorer kan inkludera RS-232-seriella gränssnitt, USB-anslutningar (Universal Serial Bus) och industriella datavägar som Modbus®. Matskalor i dieters kök eller digitala däcktrycksmätare på nyckelringar innehåller båda miniatyrkraftsgivare med enkla LCD-skärmar (flytande kristaller).