ZET 7010 Цифровой тензодатчик

Цифровой тензодатчик ZET 7010 предназначен для измерения относительной деформации с помощью первичных преобразователей, выполненных на базе тензорезисторов.

К цифровым тензодатчикам подключаются либо готовые тензодатчики (датчики силы, датчики крутящего момента), либо отдельные тензорезисторы, подключаемые по полумостовой либо мостовой схеме.

Для мониторинга и определения напряженного состояния бетонных конструкций к цифровым тензодатчикам ZET 7010 могут подключаться специализированные встраиваемые тензорезисторы типов TMB120-80AA-3L2 (номинальное сопротивление 120 Ом, база 80 мм) и TMB350-100AA-L2 (номинальное сопротивление 350 Ом, база 100 мм).

Тензорезисторы устанавливаются в глубину конструкции, т.е. закладываются в толщу схватывающегося материала, таким образом чтобы провод имел запас для натяжения при подключении к измерительному модулю ZET 7010 (в промышленном исполнении), который устанавливается на поверхности объекта мониторинга в непосредственной близости к первичному преобразователю. Материал чувствительной решетки — константан или сплав карма, тенхорезисторя термокомпенсированы. Данный комплект представляет собой хорошую альтернативу струнным датчикам деформации, превосходя показатели надёжности и стабильности измерений.

Питание датчика осуществляется постоянным напряжением, таким образом, с помощью ZET 7010 проводятся статические измерения.

Датчики крепятся на объекте измерений, а интерфейсные модули которые обеспечивают передачу информации располагаются в герметичном боксе.

Преимуществом модулей ZETSENSOR является легкий монтаж и демонтаж, а так же индикация питания и передача сигнала, что в свою очередь облегчает диагностику системы на объекте.

Внутри измерительных модулей ZET 7010 реализован алгоритм обработки информации по аналогии с функционалом программы «Тензомер» и визуализация измеренных измеренных сигналов при помощи цифровых модулей ZET 7010 осуществляется при помощи программ «Вольтметр постоянного тока», «Многоканальный самописец» и др., входящих в состав программного обеспечения ZETLAB SENSOR (программное обеспечение поставляется в комплекте с интерфейсными модулями ZET 7070, ZET 7174, ZET 7076 и ZET 7176).

При необходимости визуализации большого количества измерительных каналов используется программа Многоканальная измерительная система. В зависимости от настройки программы, результатами измерений может быть сила, вес, перемещение, крутящий момент и другие параметры.

Цифровые тензодатчики ZET 7010 промышленного исполнения с маркировкой взрывозащиты поставляются по запросу за дополнительную стоимость.

— Интерфейс передачи данных RS-485

— Статические измерения

— Возможна организация беспроводных каналов передачи данных LoRaWAN или NB-IoT

— Определение и контроль механических напряжений бетона

— Взрывозащищенное исполнение (IP67)

Варианты исполнения

Стандартный: лабораторное исполнение в пластиковом корпусе (зелёного цвета).

ОЕМ: плата без корпуса; может быть покрыта компаундом.

Промышленное**: в зависимости от задачи это может быть исполнение в промышленном корпусе (чёрного цвета) либо размещение модуля стандартного исполнения в герметичном корпусе (с прозрачной крышкой).

Взрывозащищённое**: в промышленном корпусе со взрывозащитой типа 0ЕхiaIICT6 Х.
**Стоимость рассчитывается индивидуально.

Принцип работы цифровых тензодатчиков ZET 7010

Цифровой тензометрический датчик состоит из первичного преобразователя и измерительного модуля ZET 7010.

В качестве первичного преобразователя может использоваться датчик силы растяжения/сжатия балочного, консольного, кромочного типа, S-образный тензодатчик и др., или тензомост, собранный по мостовой или полумостовой схеме.

Первичный преобразователь устанавливается на объекте измерений и подключается к измерительному модулю, который осуществляет преобразование сигнала с датчика в значения силы, напряжения, давления и пр. Каждый цифровой тензодатчик конфигурируется индивидуально в соответствии с назначением.

Характеристики первичного преобразователя и профиль объекта испытаний сохраняются в памяти модуля ZET 7010.

Таким образом, использование цифровых тензодатчиков позволяет приступить к измерениям сразу, получая результаты в требуемых единицах измерения.

В этом и заключается основное отличие цифровых датчиков от обычных (аналоговых) — не требуется проводить обработку данных, настраивать измерительные каналы, калибровать программы и т.д. Питание первичного преобразователя также осуществляется от модуля ZET 7010.

Влияние температуры на показания

Испытания на влияние изменения температуры окружающего воздуха показали стабильную работу цифровых тензодатчиков и точность показаний в пределах допускаемой нормы.

Изменение температуры за сутки около 10°С. Показания модуля изменяются на 0.02 мВ/В, что составляет 0,13% от его максимального диапазона.

Практическое применение цифровых тензодатчиков ZET 7010

Компания ООО СК «АЭРОХОД» используют цифровые тензодатчики ZET 7010 и программное обеспечение ZETLAB для создания комплекса записывающей аппаратуры, который позволяет производить запись параметров движения судов на воздушной подушке любых типов.

Во время испытаний фиксируются следующие параметры:

— давление в воздушной подушке и скегах

— положение органов управления (рули , заслонки и т.д.)

— перегрузки

— напряжения в элементах конструкции

— тяга винта

— обороты двигателя

— скорость

Правила применения во взрывоопасных зонах цифровых тензодатчиков ZET 7010

При использовании цифровых датчиков во взрывоопасных зонах следует руководствоваться ГОСТ 22782.5-78 и ГОСТ 30852.10-2002.

Размещать во взрывоопасных зонах допускается цифровые датчики в промышленном исполнении (черный металлический корпус), которые предназначены для использования во взрывоопасных зонах и имеют соответствующую маркировку на корпусе 0ExiaIICT6 Х.

Для связи по каналам передачи данных и цепям электропитания цепи цифровых датчиков, располагаемых во взрывоопасных зонах должны подключаться к преобразователям интерфейса и источникам питания через барьеры искробезопасности, размещаемые во взрывобезопасных зонах. Типовая схема соединений при подключении цифровых датчиков, размещаемых во взрывоопасных зонах приведена на рисунке, а рекомендуемые типы барьеров искробезопасности в таблице.

Тип искробезопасного барьера	Максимальное рабочее давление, В	Максимальный рабочий ток, мА	Проходное сопротивление, Ом, не более	Тип взрывозащиты
БИБ-02Р-15	15,75	263	80	[Exia]IIA [Exia]IIB
БИБ-02Р-18	21,0	233	105	[Exia]IIA [Exia]IIB
БИБ-02Р-15А	15,75	583	55	[Exia]IIA [Exia]I
БИБ-02Р-18А	21,0	525	65	[Exia]IIA [Exia]I

Схемы подключения цифровых тензодатчиков ZET 7010

Использование цифровых датчиков особенно удобно при построении распределенных измерительных сетей. В отличие от централизованных схем измерений, используемых традиционно, не требуется подключения типа «звезда», что позволяет снизить общую длину цепей. Поскольку данные передаются в цифровом виде, снижаются требования к каналу передачи данных и для организации сети могут использоваться дешёвые кабели.

Для подключения измерительной сети к системам ZETLAB и ZETVIEW используется преобразователь интерфейса ZET 7070 (USB ↔ RS-485) или ZET 7076 (Etherneti ↔ RS-485). Также для подключения к измерительной сети цифровых датчиков серии ZETSENSOR можно использовать преобразователь интерфейса ICP CON I-7561.

Передача данных от датчиков ZET 7010 DS может быть организована по средствам беспроводных интерфейсов связи по протоколам LoRaWAN или NB-IoT с использованием устройств сбора и передачи данных УСПД ZET 7000 LoRaWAN или УСПД ZET 7000 NB-IoT соответственно. Программное обеспечение ZETLAB поддерживает подключение до 1024 датчиков к одному компьютеру. Измерительные сети также могут подключаться к любой системе, использующей протокол Modbus по интерфейсу RS-485.

Управление цифровыми тензодатчиками ZET 7010

При выпуске цифровых датчиков все необходимые настройки сохраняются в памяти измерительного модуля ZET 7010. При необходимости самостоятельно настроить цифровой датчик, например, при замене первичного преобразователя, это можно сделать, подключить устройство к компьютеру с помощью преобразователя интерфейса ZET 7070 и запустив программу «Диспетчер устройcтв».

Система «УМНЫЙ ДОМ» использование цифровых тензодатчиков ZET 7010 в системе

Система «Умный дом» получает все большее распространение в повседневной жизни. Это единый комплекс, управляющий всеми устройствами жилого или офисного здания. Компоненты для системы «Умный дом» обязательно включают датчики с протоколом MODBUS RTU (RS 485). Их задача – обеспечивать процесс функционирования и передавать сигнал о включении и выключении оборудованию, объединенному к системе автоматизации дома. Цифровой тензодатчик ZET 7010 для системы «Умный дом» может успешно применяться в решении важных задач без участия человека.

Технические характеристики цифровых тензодатчиков ZET 7010

МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Измеряемая величина	деформация, микронапряжение (механичекое напряжение), крутящий момент, сила
Диапазон измерений электрических напряжений от подключаемых первичных преобразователей (ПП)	от -6 до +6 мВ/В
Диапазон для синфазного сигнала	от 0 до 4,5 В
Порог чувствительности (минимальное значение, на которое различаются две последовательно измеренные величины)	0,0001 мВ/В
Абсолютная погрешность измерения (от верхнего предела диапазона измерений)	0,05 %
Относительная погрешность измерения (от измеряемой величины)	0,05 %
Дополнительная погрешность измерения (от измерения температуры)	0,05 %/10°С
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Тип подключаемых датчиков (ПП)	датчик силы, мостовые или полумостовые тензодатчики (тензорезисторы)
Количество подключаемых ПП к одному модулю	1
Постоянное напряжение, подаваемое на ПП	4,2 ± 0,2 В
Максимальный ток, подаваемый на ПП	25 ± 1,5 мА
Частота обновления данных	1, 10, 100 Гц
Интерфейс передачи данных	RS-485
Скорость обмена	4800, 9600, 14400, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с
Контроль четности	0 — нет контроля; 1 — есть контроль (нечетность, ODD)
Протокол обмена	Modbus RTU
Метод расчета	входные данные преобразуются в результирующую величину или по линейному закону с наклоном, заданным в виде коэффициента передачи или по кусочно-линейному закону по калибровочной таблице
Дополнительный функционал	Встроенный датчик температуры значение вычитывается из регистра по протоколу Modbus
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Габаритные размеры	71×39×17 мм
Масса	30 г
Питание устройства	от 9 до 24 В
Мощность потребления (без учета ПП)	0,5 Вт
Защита от переполюсовки	есть
Температурный диапазон эксплуатации: лабораторного исполнения промышленного исполнения взрывозащищённого исполнения OEM-исполнения	от 5 до 40 °С от -40 до +80 °С от -40 до +80 °С от -40 до +80 °С
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ ЭМС
МЭК 61000-4-2 (IEC 61000-4-2), ESD	контакт 4 кВ, воздух 8 кВ
МЭК 61000-4-4 (IEC 61000-4-4), EFT	питание 0,5 кВ, сигнал 0,25 кВ
МЭК 61000-4-5 (IEC 61000-4-5), Surge	500 В

Контроль по четности в режиме EVEN (четный) не поддерживается. Modbus ASCII не поддерживается.

Базовая комплектация цифровых тензодатчиков ZET 7010

Лабораторное исполнение

В базовый комплект поставки входит:

— цифровой датчик ZET 7010;

— панель установочная на DIN рейку для пластиковых модулей размером 71×39 мм;

— комплект эксплуатационной документации

Промышленное исполнение

В базовый комплект поставки входит:

— цифровой датчик ZET 7010 в промышленном корпусе;

— разъём на кабель FQ14-4TJ-7 (2 шт.);

— патрубок пружинный к разъему 7 мм (2 шт.);

— разъём на кабель FQ14-7TJ-8;

— патрубок пружинный к разъему 8 мм;

— комплект эксплуатационной документации.