Uredaji Za Mjerenje Mase

7/25/2019 Uredaji Za Mjerenje Mase

1/16

IU Travnik

Fakultet politehnih nauka

Energetsko mainstvo

Predmet: Termofluidna i okolinska mjerenja

SEMINARSKI RADTema: Ureaji za mjerenje mase

StudentAlmedin Pandur

ProfesorDr.sc.uri Slavko,doc.

05.12.2015god.


2/16

Sadraj:

1. UVOD ................................................................................................................... 1

2. UREAJI ZA MJERENJE MASE ......................................................................... 2

2.1. Podjela uredaja za mjerenje mase ................................................................ 4

2.1.1. Industrijske vage ........................................................................................ 5

2.1.2. Drumske vage ............................................................................................ 9

2.1.3. Laboratorijske vage .................................................................................. 10

2.1.4. Vage za trgovine i skladita ..................................................................... 11

3. ZAKLJUAK ...................................................................................................... 12

4. LITERATURA ..................................................................................................... 13


3/16

0


4/16

1

1. UVOD

Ureaji za mjerenje mase ili vaga (njem. Wage) je mjerni instrument za odreivanje

mase usporeivanjem teine. Kao vaga najee slui kruto tijelo objeeno iznad ilipoduprto ispod svoga teita, tako da semoe okretati oko vodoravne ose. Polunavaga ima jednake krakove, dok kantar nema jednake krakove (vaga u kojoj je omjerkrakova 1 : 10 naziva se decimalnom vagom, a ako je 1 : 100 centezimalnomvagom). Vage koje se zasnivaju na zakonima poluge mjere masu tijela, a vage kojese zasnivaju na oprugama mjere teinu tijela. To su najstarije vage. Postojedananje vage koje su tanije i jednostavnje za rukovanje. Vage sa digitalnimoitavanjem. Vagama se mjeri masa. Jedinica za masu je [].


5/16

2

2. UREAJI ZA MJERENJE MASE

Koju vagu ugraditi zavisi od njene namjene. Konstrukcija vage moe biti razliita, pri

emu naroito varira oblik i veliina platforme zavisno od kapaciteta mjerenja iveliine mjernog tereta. Platforma moe biti izvedena u razliitim oblicima, u vidukvadratne ploe, u vidukoa, trakei slino u zavisnosti od vrste tereta koji se mjeri. Udananje vrijeme vage se koriste u industriji, trgovinama, laboratorijama,domainstvu i gdje god je potrebno. U zavisnosti gdje se koriste i vage su u drugimizvedbama, nihov kapacitet mjrenja nije isti kao ni tanost i od drugih materijala supravljene. Imaju istu funkciju, a to je mjerenje mase.

Kao vaga najee slui kruto tijelo objeeno iznad ili poduprto ispod svoga teita,tako da se moe okretati oko horizontalne ose. Ako na takvo kruto tijelo naudaljenostima k1i k2(krakovi vage) djeluju teine G1i G2, ono e biti u ravnotei kada

je G1k1 = G2k2 (zakon poluge). Kako je teina G = mg, gdje je m masa, a gakceleracija sile tee, slijedi: m1k1 = m2k2, te se tako vaganjem, tj. usporedbom snormiranim utezima, moe odrediti masa predmeta koji se mjeri. Ako su krakovijednaki, mase se usporeuju izravno. Vaga u kojoj je omjer krakova k1/k2 = 1/10naziva se decimalnom vagom, a ako je k1/k2= 1/100 centezimalnom vagom. Takvevage usporeuju masu tereta s deset puta, odn. sto puta manjom masom utega islue za mjerenje veih tereta (od nekoliko desetaka kilograma do nekoliko tona kod mosne vage).

Slika 1. VAGE1. laboratorijska, 2. oprune (dinamometri), 3. mehanika, snejednakim krakovima (kantar), 4. decimalna i 5. elektrina vaga (1. teret, 2.prijenosni mehanizam, 3. zavojnica, 4. stalni magnet, 5. magnetsko polje, 6.

upravljaka elektronika, 7. fotoelektrini pokaziva poloaja)

Za princip rada instrumenata za mjerenje mase mogu se iskoristiti dinamometri.Dinamometar je mjerni instrument za mjerenje momenta sile. Princip rada zasnovanje na promjeni duine elastine opruge pri djelovanju sile.


6/16

3

Izduenje opruge produene toliko puta koliko puta se povea intenzitet sile jeupravo srazmjerno intenzitetu deformacione sile. Na osnovu navedenog masa semoe dobiti analitikom metodom.Rad dinamometara moe biti zasnovan na razliitim principima. Dinamomtri premaprincipu rada mogu biti:

- mehaniki,- elektrini,- hidraulini,- pneumatski

Elektrini dinamometri se ee koriste jer imaju manju inerciju, veu tanost iosjetljivost u odnosu na mehanike i hidraulike.Osnovni zahtjevi koje svaka konstrukcija dinamometra mora da zadovolji su:

- visoka osjetljivost u cijelom opsegu mjerenja,odnosno brzo reagiranjena promjenu sile,

- mala inercija,- praktinost i ekonominost u radu

Za mjerenje sile mogu se koristiti razliite vrste pretvaraa, a najee:- tenzometraske mjerne trake,- induktivni prtvarai,- kapacitivni pretvarai- piezoelektrini pretvarai.

Postoje dva osnovna pristupa mjerenju sile odnosno vaganju, i to direktno poreenjei indirektno poreenje pomou kalibriranih pretvaraa. Direktno poreenje je tehnikabalansa odnosno nulta metoda. Balans se kod mehanikih vaga uspostavlja putemjednakosti momenata. Najstarije vage su napravljene da rade na ovom principu.Sila i njeno djelovanje na kraku se izjednauju sa nekom drugom silom koja djelujena drugom kraku.Na ovaj nain se vri vaganje odnosno direktno odreivanje sile nadrugom poznatom kraku. Pomou ove vage mjeri se teret W, za to se koriste manjitereti Wp i Ws. Uzima se da je Wp nula kada se vri graduiranje skale. Tereti W1i W2moguse zamijeniti teretom W. Kod vaganja postoji relacija poluge:.T x b = Wsx a i T x c = W1f e / d + W2h

Sa slike se vidi da postoji proporcija duina h/e = f/d , pa je:

T x c = h ( W1+ W2) = hW

Kombinacijom prethodnih izraza dobije se :

Ws a / b = W h / c ili W = W s( a c / bh ) = R Ws

gdje je:

R = ac/bh - faktor mnoenja skale.

Dinamiki odgovor ovakvih skala zavisi od prirodne frekvencije i priguenja. Prirodnafrekvencija zavisi od kretanja mase, faktora R i sila. Kretanjem se aktivira zupastisistem vezan za kazaljku koja se pomjera i pokazuje na skali masu ili silu.

Za mjerenje sila gotovo iskljuivo se koriste elektrini dinamometri. Mjerenje silaelektrinim dinamometrima se svodi na mjerenje deformacija mjernim trakama natapu ili prstenu optereenom silama istezanja ili pritiska


7/16

4

Da bi se poveala osjetljivost pri mjerenju malih vrijednosti sila, dinamometar seizrauje u obliku prstena, a mjerne trake povezuju u most. Pri konstrukcijidinamometra tap ili prsten treba da budu tako dimenzionirani da ostanu uelastinom podruju. Najvanija osobina jekrutost elastinog elementa. [Osim elektrinih koriste se i elektromagnetni dinamometri koji rade na induktivnom

principu. Prema konstrukciji mogu biti dinamometri sa:- membranom,- cijevnim elementom,- prstenastim elastinim lanom.

Djelovanjem sile na kapacitivni mjerni pretvara, kapacitet kondenzatora se mijenja.Najee se koriste pretvarai za silu sa membranama, sa prstenastim lanom icjevastim elastinim lanom. Kapacitivni pretvarai sile se koriste za mjerenje sila od10N do 10 MN. Imaju male dimenzije pa su pogodni za ugradnju naogranienimprostorima, imaju male sile trenja i otporne sile.

2.1. Podjela uredaja za mjerenje mase

Ureaji za mjerenje mase mogu podijeliti na vie naina.

Prema namijeni:- Industrijske- Drumske- Laboratorijske- Za trgovinu i skladita- kuanstvo

Prema automatizovanosti:- diskontinuirano ili kontinuirano vaganje- vaganje na pokretnoj traci i dr.

Prema mjernom nainu:- obine mehanike (mjeri mehaniku silu i oitana se naanalogni nain)- elektromehanike koje mjerenjem mehaniku silu pretvaraju u elektromotornu,

koja se oitava elektrinim mjernim ureajima

Prema mijernom sistemu:- utezi- mjerna opruga- hidraulini silomjer- kapacitivni pretvornik pomaka i dr.

Prema dinaminosti mogu biti:- statiko mjerenje, npr. kod kuhinjske vage,- dinamilp mjerenje, npr. kod neprekidnoga vaganja na transportnoj traci

Vage prema namjeni e biti obraene u nastavku.


8/16

5

2.1.1. Industrijske vage

Industrijske vage se koriste u industriji uglavnom za tano doziranje u proizvodnji ipakovanje proizvoda.

Gravimetrijske vage

Gravimetrijsko doziranje i punjenje je princip koji se esto koristi zbog tanijegodmeravanja. Tako je est sluaj da se proizvodi koji se prodaju po zapremini ilikomadima odmjeravaju gravimetrijski odnosno po masi. Na primer: ulje koje seprodaje zapreminski, pakuje se gravimetrijski poto gustina ulja znaajno varira satemperaturom.

Maine za punjenje se mogu sastojati iz dijela za doziranje koji moe biti sa ili bezdijela za pakovanje.

Razliiti sistemi punjenja su se razvili ne samo zbog razliitih karakteristikaproizvoda, ve i zbog stalne potrebe za veom tanou odmjeravanja. To jenaroito vano za skuplje proizvode, ili linije sa velikim kapacitetom, gde se mogunapraviti velike utede.

Kod punilica i doziranja se esto javljaju problemi dugotrajne stabilnosti ilipouzdanosti sistema. Zbog toga se esto koriste kontrolne vage koje proveravajutanost sistema doziranja. Drugi pravac je poboljanje sistema doziranja i punjenja,to se moe obezbediti izmenama u procesu ili izborom odgovarajueg mjernog

lanca (mjerne elije i elektronike za dinamika vaganja sa integrisanim proceduramadoziranja i optimizacije).

Gravimetrijske punilice moemo podjeliti na:- Maine za mjerenje neto mase. (Punilice koje odmjeravaju predefinisanu

masu proizvoda. esto se radi o rasutom materijalu. U pitanju susekvencijalne ili arne vage. Sa ovim mainama mogu da se odmeravajunajrazliitiji materijali: od pijeska, povra, itarica. Sa ovim punilicama seostvaruju manji i srednji kapaciteti.)

- Kombinovane punilice (multi head vage). (U pitanju su punilice sa neto masom

i vie jedinica (glava) za odmjeravanje. Predefinisana masa se dobijapranjenjem odgovarajue kombinacije napunjenih glava. Ovakvi sistemi sunajbolji za komadaste proizvode koji treba da se pune sa srednjim i visokimkapacitetima: ips, salata, peciva...)

- Maine za mjerenje bruto mase. (Ove punilice odmjeravaju predefinisanumasu proizvoda, koja moe biti gasovita, tena, prakasta, zrnasta, direktno upakovanje koje se oslanja na vagu koja kontrolie proces punjenja. Ovaj sitemse koristi za kafu, ulje, hemikalije, eer, plin... Ove maine su najpodesnije zamanje i srednje kapacitete.)

- Brojake punilice. (Maine za pakovanje koje odmjeravaju komadasti materijalprema predefinisanoj masi. U pitanju su maine za pakovanje l ijekova,rafovske robe...)


9/16

6

SLIKA 2.automatsko doziranje i punjenje uz pomo digitalne mjerne elije(za sipki materijal)

Automatske kontrolne vage

Kontrolna vaga ili ekvejer je automatski sistem za proveru mase pakovanja kojaprolaze kroz proizvodnu liniju. Kontrolne vage se koriste na kraju procesaproizvodnje, kako bi osigurale da je masa pakovanja (proizvoda) u definisanimgranicama tolerancije. Proizvodi koji su izvan definisanih tolerancija se moguautomatski skloniti sa linije. Kontrolna vaga mjeri i klasifikuje pakovanja po unapreddefinisanim zonama (na primer, prihvatljivo, prevaga, podvaga).

Slika 3. Automatska kontrolna vaga (trakasta)

Kontrolne vage mogu biti i klasine, platformske, ali im je onda znaajno ogranienkapacitet pakovanja koji mogu da obrade. Tada ne rade u automatskom reimu iesto u tom sluaju ne vre 100% kontrolu pakovanja. Zbog toga je ekvejer obinodinamika vaga, poto mjeri proizvod dok se on kree, to je suprotno od klasine


10/16

7

statine vage. Dinamiko vaganje je zahtevan proces, poto kontrolna vaga mora daizbaci tanu vrijednost mase proizvoda u djeliu sekunde. Statike vage ne morajuda reaguju tako brzo i imaju mnogo due vrijeme smirivanja (uspostavljanja).

Kontrolne vage su kao "policajac" linije za pakovanje. Prednost kontrolnog vaganja je

100% provjera proizvoda i pakovanja, naspram sporadine, rune provjere pri kojojukupan uzorak esto ne prelazi 1% kod brzih linija. To 100% uzorkovanje je kljuprocesa kontrole kvaliteta. Primena kontrolnog vaganja obuhvata:

- provjeru podvaga i prevaga- usaglaenost sa zakonom o neto sadraju pakovanja- usaglaenost sa kupcima, agencijama, i zakonima- provjeru broja elemenata u pakovanju i detektovanje nekompletnog pakovanja- tednju od prekomjernog doziranja sadraja pakovanja i korienje kontrolne

vage kao mehanizma povratne sprege za regulaciju maine za punjenje idoziranje (esto proizvoai prepunjuju da bi bili na sigurnom)

- klasifikaciju proizvoda u zone

- praenje i merenje efikasnosti proizvodne linije- obezbeenje kvaliteta proizvoda

Duina vagarskog transportera je kljuna za odreivanje vremena vaganja imaksimalne veliine komada koji se vaga. Vrijeme vaganja moe biti od 60milisekundi, pa i preko 350 milisekundi. Vie stvari utie na tanost kontrolne vage, au to spadaju i proces proizvodnje i samog pakovanja u pogonu. Uticaji okoline koji sukljuni za tanost mjerne elije su promena temperature, strujanje vazduha,elektromagnetne smetnje i vibracije u pogonu. Praina i prljavtina mogu uticati napodeenu taru kontrolne vage.

Trane (protone) vage - automatski kontinualni totalizatori mase

Protona ili trana vaga je sistem koji kontinualno i automatski mjeri protok ikumulativ rasutog materijala koji prolazi preko transportne trake, bez prekida tokamaterijala (za razliku od sekvencijalnih vaga).

Slika 4. Trana (protona) vaga

Trana vaga mjeri istovremeno masu materijala na trakastom transporteru, kao ibrzinu trakastog transportera. Iz te dijve veliine se dobija protok. Kako se mjerenje


11/16

8

mase vri u pokretu, u pitanju je dinamiko vaganje, to je zahtevan proces zbogodnosa signala koji potie od mase materijala i mehanikih smetnji.Trane vage se najvie koriste kod obrade agregata, gde slue za praenje procesaproizvodnje i protekle koliine materijala. Takoe su nezaobilazne u industriji,rudnicima. Omoguavaju uvid u:

- trenutni protok materijala- kumulativni protok materijala

Analogni ili digitalni izlaz iz protone vage moe da se vodi dalje na upravljakejedinice. Tanost trane vage mnogo zavisi od naina na koji je ugraena.Nepravilnom ugradnjom se mogu dobiti veoma loi podaci. Greke mogu biti i do20%. Meutim ako se povede rauna i ispotuju se zahtjevi za ugradnjom, moe seostvariti tanost ispod 1% (tipino +/-0,5% za jednoslone vage ili +/-0,25% zavieslone). Pored same ugradnje, na tanost utie i nain korienja trakas tihtransportera. Poeljno je da protok materijala to manje varira, da je dovoljnapopunjenost trake, da protok bude u okviru odreenih granica (obino od 25% do

100% od projektovanog kapaciteta).

Kranske vage

To su vage koje su ovjeene u halama iznad radnog prostora. One su pokretne imogu se svrstati u grupu mobilnih vaga. Mogu biti malih i velikih kapaciteta uzavisnosti od proizvodnje bira se i nosivost vage. Kranske vage one mogu da mjereteinu i masu. Prvo se mjeri teina, a indirektno se odreuje masa. Prve su bileanalogne kranske vage, a danas se koriste digitalne elektronske kranske vage kojeimaju veliku tanost u odnosu na teinu odnosno masu koju mjere. Neke od ovihmjernih ureaja imaju tanost .. Savremene vage imaju mogunostpovezivanja sa PC-om, pa tako da se podaci mogu sauvati i obraivati ako je topotrebno. Njima se upravlja pomou daljinskog. Bezbijedne su i veoma jednostavneza koritenje.

Slika 5. a) digitalna savremena kranska vagab) analogna kranska vaga


12/16

9

2.1.2. Drumske vage

Vage velikih nosivosti, od 20t do 60t. Mogue su razliite izvedbe drumske vage:- ukopana drumska vaga- nadzemna drumska vaga

Vagarska kuica je sastavni dio svake drumske vage.Drumska vaga moe biti izradjena od razliitih materijala: od gvodja ili od armiranogbetona. Platforma vage moe biti realizovana od jednog segmenta ili iz viesegmenata. Platforma vage se moe oslanjati na 4, 6 ili 8 mjernih pretvaraa mase.U drumsku vagu spada i robusna infrastruktura oko same vage: prilazi morajuobezbediti pravolinijski nailazak i silazak vozila sa vage, ispred vage (na 3 do 8m)treba postaviti prepreku (leei policajac) u cilju ogranienja brzine vozila, vagarskakuica mora biti postavljena tako da operater vidi cjelu platformu vage ili postaviti

kamere kojima se to obezbedjuje. Od dodatne opreme na drumskoj vagi jo mogu bitiinstalirane i kamere, semafori, izdvojeni ekran, rampe i dr. Proces mjerenja se sastojiiz dva dela: mjerenje praznog i punog vozila, na osnovu ega se obraunava netomasa u vozilu. Ukoliko na vagi nije instaliran pokazni uredjaj u defakto standardnuopremu drumske vage spada i raunar koji se prikljuuje na mjerno-pokazni uredjaj.Na raunaru se instalira program koji u potpunost i obavlja kompletan postupakmjerenja: pamenje obavljenih mjerenja, tampanje mjernih listova, analizu radavage i sve drugo to je potrebno.

Slika 6. Drumske vage u dvije izvedbe (ukopana i nadzemna)


13/16

10

Slika 7. Shema drumske vage

2.1.3. Laboratorijske vage

Laboratorijske vage ine skupinu najpreciznijih vaga, a dijele se na mehanike ielektronike. Najee imaju raspon vaganja do 100 g s mjernom nesigurnou(pogrekom) od 0,1 mg. Klasine mehanike vage (analitike vage) imajukomplet utega do 100 g, te dvije zdjelice na jednakim krakovima. Modernijamehanika vaga ima nejednake krakove: na duljem kraku visi protuuteg, a nakraem zdjelica s teretom i komplet utega. Skidanjem utega vaga se dovodi uravnoteu (tzv. Bordina metoda vaganja), pa tonost izvaganoga tereta ovisisamo o tonosti utega, a ne o moguoj razliitosti krakova vage. Danas se svevie koriste elektronike laboratorijske vage, kod kojih se sila koja potjee odtereta kompenzira elektromagnetskom silom koja nastaje protjecanjem strujekroza zavojnicu u kuitu vage. Prilikom vaganja sputaju se pomini dijelovivage, a s njima i zaslon koji mijenja koliinu proputene svjetlosti na fotoelementkoji tako stvara signal kojim se mijenja struja kroza zavojnicu sve dok sustav nedoe u poetni poloaj. Masa vaganoga predmeta razmjerna je struji krozazavojnicu, te se njezina vrijednost oitava na elektronikom pokaznikubadarenom u jedinicama mase. Elektronike vage dijele se prema osjetljivosti upet skupina, od preciznih vaga s podjelom ljestvice na 1 mg doultramikroanalitikih s podjelom ljestvice na 0,1 g.


14/16

11

Slika 8. Savremena laboratorijska vaga sa zatitom od vanjskih uticaja

Posebni tipovi vaga koje usporeuju gravitacijsku silu s elastinom silom oprugeili torzijskom silom nazivaju se dinamometar i torzijska vaga.

2.1.4. Vage za trgovine i skladita

Ove vage kao i sve druge imaju svoj odreen kapacitet vaganja. Ovisno o tome gdjee se koristiti i za koje gabarite e se koristiti imaju odredenu tanost, vrstu materijalai veliinu. Prave se u razliitim izvedbama u zavisnosti koji materijal odnosnopredmet se vaga. Ako se koriste za male trgovine i markete onda su to manjegabaritne i uglavnom sa digitalnim oitavanjem ili jos naprednije sa digitalnimoitavanjem koje imaju mogunost tampanja cijene proizvoda. Rade na istom

principu kao i predhodno navedene. Izmjenrena mehanika sila se pretvara uelektricne impluse gdje se pomou algoritma preraunava i pretvara u digitalni ispisna ekranu u g ili kg. Kod veine onih vaga se koristi jedinica kg. Za skladita sunesto veih dimenzija i mjere veu masu i preko 1500kg. Danas najesce se koristevage sa platformom kao i vage viljukari za palete.

Slika 9. Vage za trgovine i skladipta (digitalne)


15/16

12

3. ZAKLJUAK

Ureaji za mjerenje mase su se postepeno razvijali. Prvo su to bili jednostavni uredajikoji su mjerili pomou poluga na koji je bio protuteg i mijerni uredaji pomou oprugasa mehanikim oitananjima na skali. Danas je to savremenije i gorov pa su se izupotrebe izbacili ureaji sa mehanikim oitavanjima vrijednosti. Danas se koristedigitalne i samim tim i taniji ureaji. Vage su se razvile za sve grane industrije,laboratorije, skladita i dr., prilagodile su se materijalima koji se vaga odnosnopredmetu. Masa se ne mjeri direktno nego indirektno i onda se pomou odredenihrelacija dolazi do vrijednosti.


16/16

13

4. LITERATURA

1. http://softel-serbia.com/Elektronske%20vage/Vage/Softel-Serbia%20Vrste%20vaga.html

2. http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=63623

3. http://www.trcpro.rs/primena-i-resenja/vagarstvo/kontrolne-vage.html

4. http://vaga-mefisto.eu/mobilne-vage/

5. http://vaga-mefisto.eu/hello-world/tpwee/
http://softel-serbia.com/Elektronske%20vage/Vage/Softel-Serbia%20Vrste%20vaga.htmlhttp://softel-serbia.com/Elektronske%20vage/Vage/Softel-Serbia%20Vrste%20vaga.htmlhttp://softel-serbia.com/Elektronske%20vage/Vage/Softel-Serbia%20Vrste%20vaga.htmlhttp://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=63623http://www.trcpro.rs/primena-i-resenja/vagarstvo/kontrolne-vage.htmlhttp://vaga-mefisto.eu/mobilne-vage/http://vaga-mefisto.eu/hello-world/tpwee/http://vaga-mefisto.eu/hello-world/tpwee/http://vaga-mefisto.eu/mobilne-vage/http://www.trcpro.rs/primena-i-resenja/vagarstvo/kontrolne-vage.htmlhttp://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=63623http://softel-serbia.com/Elektronske%20vage/Vage/Softel-Serbia%20Vrste%20vaga.htmlhttp://softel-serbia.com/Elektronske%20vage/Vage/Softel-Serbia%20Vrste%20vaga.html

Documents

Uredaji Za Mjerenje Mase