Просмотры:222 Автор:Тина Время публикации: 2024-11-16 Происхождение:Работает
Меню контента
● Введение
● Понимание тензодатчиков и HX711
● Настройка HX711 с тензодатчиком
>> Установка необходимых библиотек
>> Калибровка весоизмерительного датчика
>> Тестирование нулевой функциональности
● Практические советы для точных измерений
● Расширенные методы калибровки
● Реальные применения тензодатчиков
>> 1. Какова цель обнуления датчика веса?
>> 2. Как часто мне следует калибровать тензодатчик?
>> 3. Могу ли я использовать с HX711 несколько датчиков веса?
>> 4. Что делать, если показания весоизмерительного датчика не соответствуют друг другу?
>> 5. Как я могу повысить точность измерений весоизмерительных датчиков?
Тензодатчики являются важными компонентами в различных приложениях, включая весы, промышленную автоматизацию и системы измерения силы. HX711 — популярный 24-битный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), разработанный специально для задач взвешивания. Он взаимодействует с тензодатчиками для преобразования аналогового сигнала в цифровой формат, который может обрабатываться микроконтроллерами, такими как Arduino. Одним из важнейших аспектов использования датчиков веса является возможность их обнуления, обеспечивая точные измерения. Эта статья проведет вас через процесс обнуления датчик нагрузки с HX711, включая настройку, калибровку и практические советы.
Датчик нагрузки — это преобразователь, который преобразует силу или вес в электрический сигнал. Обычно он состоит из металлического элемента, который деформируется под нагрузкой, вызывая изменение сопротивления. Это изменение измеряется и преобразуется в показания веса. Тензодатчики бывают различных типов, в том числе тензодатчики, гидравлические и пневматические, при этом тензодатчики являются наиболее распространенными в электронных приложениях для взвешивания.
HX711 — прецизионный 24-битный АЦП, предназначенный для весов и приложений промышленного управления. Он оснащен встроенным малошумящим усилителем, что делает его идеальным для считывания небольших сигналов, создаваемых тензодатчиками. HX711 может взаимодействовать с одним или двумя тензодатчиками, что обеспечивает универсальность применения. Он взаимодействует с микроконтроллерами через двухпроводной интерфейс, что упрощает интеграцию в проекты.
Для начала вам понадобятся следующие компоненты:
- Тензодатчик (например, грузоподъемностью 1 кг, 5 кг или 10 кг)
- Модуль HX711
- Микроконтроллер (например, Arduino Uno, Nano или Mega)
- Перемычки
- Макет (опционально)
- Источник питания (если не используется USB)
1. Подключите тензодатчик к HX711. Обычно тензодатчик имеет четыре провода: красный (возбуждение+), черный (возбуждение-), белый (сигнал+) и зеленый (сигнал-). Подключите эти провода к HX711 следующим образом:
- От красного до E+
- От черного до Е-
- Белый до А+
- Зеленый к А-
2. Подключите HX711 к микроконтроллеру. HX711 имеет два выходных контакта (DT и SCK), которые необходимо подключить к микроконтроллеру. Например:
- DT к контакту 3 Arduino
- SCK к контакту 2 Arduino
- Подключите VCC к 5 В и GND к земле.
Для связи с HX711 вам потребуется установить библиотеку HX711 для Arduino. Эта библиотека упрощает процесс чтения данных с HX711. Вы можете установить его через менеджер библиотек Arduino:
1. Откройте IDE Arduino.
2. Перейдите в «Скетч» > «Включить библиотеку» > «Управление библиотеками».
3. Найдите «HX711» и установите библиотеку Богдана Некулы.
Прежде чем вы сможете обнулить тензодатчик, вам необходимо его откалибровать. Калибровка включает определение взаимосвязи между необработанными показаниями HX711 и фактическим весом. Вот как это сделать:
1. Установите известный вес. Начните с размещения известного веса на тензодатчике. Например, возьмите гирю весом 1 кг.
2. Прочтите необработанное значение: загрузите приведенный выше код и запишите необработанное значение, отображаемое в последовательном мониторе.
3. Рассчитайте калибровочный коэффициент. Калибровочный коэффициент рассчитывается путем деления известного веса на исходное значение. Например, если исходное значение равно 5000 на 1 кг, калибровочный коэффициент будет равен 1 кг/5000 = 0,0002 кг на единицу.
Обнуление датчика веса имеет решающее значение для точных измерений. Это гарантирует, что любой вес весоизмерительного датчика измеряется относительно известной базовой линии (нуля). Это особенно важно, если тензодатчик подвергается воздействию изменяющихся условий окружающей среды или его перемещали.
1. Снимите груз. Убедитесь, что на датчике веса нет груза.
2. Вызовите функцию тарирования: используйте функцию tare(), предоставляемую библиотекой HX711, чтобы обнулить тензодатчик. Эта функция устанавливает текущее показание равным нулю.
После реализации функции тарирования проверьте ее, выполнив следующие действия:
1. Загрузите код: загрузите измененный код на Arduino.
2. Откройте последовательный монитор: откройте последовательный монитор в Arduino IDE.
3. Наблюдайте за выходным сигналом: убедитесь, что выходной сигнал равен нулю, когда на датчике веса нет веса. Если этого не происходит, проверьте соединения и убедитесь, что тензодатчик работает правильно.
1. Стабильная окружающая среда. Убедитесь, что тензодатчик установлен на устойчивой поверхности, чтобы избежать вибраций, которые могут повлиять на показания.
2. Регулярная калибровка. Регулярно калибруйте тензодатчик для поддержания точности, особенно если он используется часто или в меняющихся условиях.
3. Избегайте перегрузки. Не превышайте номинальную мощность тензодатчика, так как это может повредить датчик и привести к неточным показаниям.
4. Используйте экранированные кабели. Если тензодатчик используется в шумной электрической среде, рассмотрите возможность использования экранированных кабелей для уменьшения помех.
5. Температурные соображения: Тензодатчики могут быть чувствительны к изменениям температуры. Если ваше приложение связано со значительными колебаниями температуры, рассмотрите возможность использования методов температурной компенсации.
Хотя описанный ранее базовый метод калибровки эффективен для многих приложений, передовые методы могут повысить точность, особенно в прецизионных приложениях. Вот несколько методов:
Вместо использования одной известной гири вы можете использовать несколько гирь для создания калибровочной кривой. Этот метод помогает учесть нелинейность реакции тензодатчика. Чтобы выполнить многоточечную калибровку:
1. Выберите несколько весов: выберите несколько известных весов (например, 0 кг, 1 кг, 2 кг, 3 кг).
2. Запишите показания: для каждого веса запишите необработанное значение с HX711.
3. Постройте график данных. Создайте график с известными весами по оси X и соответствующими необработанными значениями по оси Y.
4. Подбор кривой. Используйте методы подгонки кривой, чтобы получить уравнение калибровки, которое можно реализовать в вашем коде.
Если ваш тензодатчик работает в средах с различными температурами, рассмотрите возможность применения температурной компенсации. Это включает в себя измерение температуры и корректировку калибровочного коэффициента на основе известных температурных коэффициентов материала весоизмерительного датчика.
Тензодатчики используются в широком спектре приложений в различных отраслях промышленности. Вот некоторые распространенные варианты использования:
1. Весы. Тензодатчики являются основой цифровых весов, используемых в розничной торговле, лабораториях и промышленности.
2. Промышленная автоматизация. В производстве датчики веса используются для контроля веса материалов во время производственных процессов.
3. Измерение силы. Тензодатчики используются при испытаниях для измерения силы, например, при испытаниях материалов на растяжение.
4. Медицинские устройства. В здравоохранении тензодатчики используются в таких устройствах, как весы для пациентов и медицинское оборудование, для обеспечения точных измерений веса.
5. Сельское хозяйство. Тензодатчики используются в сельском хозяйстве для взвешивания продуктов и скота.
Обнуление датчика веса с помощью HX711 — это простой процесс, необходимый для точного измерения веса. Выполнив действия, описанные в этой статье, вы сможете настроить тензодатчик, откалибровать его и убедиться, что он обеспечивает надежные показания. Не забывайте регулярно проверять и калибровать вашу систему, чтобы поддерживать точность с течением времени.
Обнуление тензодатчика гарантирует, что любой измеренный вес соответствует известной базовой линии, что имеет решающее значение для точных показаний.
Рекомендуется регулярно калибровать датчик веса, особенно если он используется часто или в меняющихся условиях окружающей среды.
Да, HX711 может взаимодействовать с одним или двумя тензодатчиками, что позволяет использовать его в различных приложениях.
Проверьте соединения проводов, убедитесь, что тензодатчик стабилен, и рассмотрите возможность повторной калибровки системы.
Используйте многоточечную калибровку, внедрите температурную компенсацию и обеспечьте стабильную среду для тензодатчика.
