سیستم توزین یک کیلوگرم با جبران ساز نیروی الکترومغناطیسی

نوع مقاله : علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مکاترونیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه

2 استادیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه

3 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه

چکیده

در این مقاله یک سیستم توزین با عملگر جبران ساز نیروی الکترومغناطیسی معرفی شده است. این سیستم­ها در صنعت و به خصوص صنایع آزمایشگاه محور کاربردهای فراوانی دارند. مزیت استفاده از این سنسورها نسبت به سنسورهای مبتنی بر کرنش سنج­­ها، داشتن زمان پاسخ کوتاه­تر می­باشد. همین خاصیت این سنسورها باعث شده است که استفاده از آنها در توزین دینامیکی مناسب باشند. علاوه بر این، سیستم­ های توزین با جبران ساز نیروی الکترومغناطیسی در اندازه گیری مستقل از بخش الاستیک عمل می­کنند. این امر باعث حذف اثراتی مانند خستگی ساختار الاستیک، در اندازه گیری می­گردد. سیستم توزین پیشنهادی بر پایه ساختار دو اهرم طراحی شده و دارای 3 بخش مکانیکی، الکتریکی و الکترومغناطیسی می­باشد. این سیستم توانایی اندازه­گیری وزن تا یک کیلوگرم با دقت یک گرم را دارد. در این سیستم از لولای خمشی برگی استفاده شده است که حساسیت سیستم را نسبت به لولای خمشی نوع هذلولی و نوع دایره­ای بترتیب 5 و 2 برابر افزایش داده است. بخش مکانیکی سیستم از آلیاژ فولاد فنر بصورت یکپارچه ساخته شده است و جبران ساز الکترومغناطیسی شامل یک سیم­پیچ با هسته فریت می­باشد و جابجایی شاخص از طریق یک سوییچ نوری قابل شناسایی می­باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Büttner, J., Renn, J., Schemmel, J., The early history of weighing technology from the perspective of a theory of innovation, emergence and expansion of preclassical mechanics, Boston Studies in the Philosophy and History of Science, Vol. 270, Springer, (2018).
 
[2] Kamble, V., shinde, V., Kittur, J., Overview of load cells, mechanical and mechanics engineering, Vol. 6, Issue 3, (2020).
 
[3] Emery, J., A sub-ppm precision monolithic force sensor based on articulated structures with flexible bearings, Sensors Expo & Conference, pp. 1-12, (2001).
 
[4] Li, Y., Zhu, X., Bi, S., Guo, R., Sun, J., Hu, W., Design and development of compliant mechanisms for electromagnetic force balance sensor, Precision Engineering, Vol. 64, pp. 157-164, (2020).
 
[5] Stefanescu, M., Application of electromagnetic methods in force sensing,with emphasis on micro, nano and pico ranges, Journal of Physics: Conf. Series, Vol. 1065, (2018).
 
[6] Abdullah, Ahn, J., Kim, H., Effect of electromagnetic damping on system performance of voice-coil actuator applied to balancing-type scale, Actuators, Vol. 9, Issue 1, pp. 1-23, (2020).
 
[7] Izumo, N., Nagane, Y., SUPER-hybrid-sensor for new balances, APMF2000, (2000).
 
[8] Application Note: Bringing Smarter Technology to Weighing with the Smart Super Hybrid Sensor, https://andprecision.com, (2019).
 
[9] Purcell, E., Morin, D., Electricity and Magnetism, Cambridge University Press, 3rd Edition, (2013).
 
[10] Dong, W., Chen, F., Gao, F., Yang, M., Sun, L., Du, Z., Tang, J., Zhang, D., Development and analysis of a bridge-lever-type displacement amplifier based on hybrid flexure hinges, Precision Engineering, Vol. 54, pp. 171-181, (2018).
 
[11] Xu, N., Dai, M., Zhou, X., Analysis and design of symmetric notch flexure hinges, Advances in Mechanical Engineering, Vol. 9, (2017).