3D tryckt kraft Sensor för klassrummet (5 / 8 steg)
Steg 5: Grundläggande koncept: jämförelse att riktigt ladda cellen
Den ödmjuka lastcell är ett viktigt verktyg som används av forskare. Tänk dig att du bara har uppfunnit en ny typ av plast och du vill veta hur starkt det är. Vad du kan göra är att bygga en liten hund-ben formade exemplar av ditt material och dra isär!
Du kan lära dig mycket om raw materials egenskaper genom att köra en dragprovet och mäta kraft och fördrivning av preparatet som det sträcker sig och bryter. När du har de data du kan rita grafer det och lära sig saker genom att titta på kurvan.
Jag använde denna teknik att lära dig mer om egenskaperna för 3D tryckt material. Ta en titt på grafen jag skapade med en Aduino, en butik köpte lastcell, Microsoft excel, och en hel del tålamod!
...
Lastcell jag används för att skapa den grafen är en hög precisionsinstrument, men fungerar på exakt samma sätt som den 3D tryckta lastcell!!
Eftersom vi försöker mäta mycket hög belastning, måste en riktig lastcell en styvare fjädrar. Specifikt, använder det ett block av stål skär i vis att det kommer att avleda förutsägbart men inte bryta under stor belastning. Och linjär potentiometer vi använt är naturligtvis inte tillräckligt känslig för att upptäcka den lilla rörelsen av en hunk av stål, så istället använder vi en stam gage.
En fläck gage är i huvudsak en platt motstånd som monteras direkt till metallytan. Den ändras motstånd när metallen avleder under belastning. Som ni kan föreställa er, är den elektriska förändringen i motstånd mycket mycket liten så det har kan förstärkas innan det kan mätas direkt med en Arduino. I en lastcell standard tekniken för att göra detta till tråd 4 stam gages tillsammans i vad som kallas en wheatstone bridge konfiguration, som konverterar minut förändringar i motstånd mot mätbara men ändå mycket små förändringar i spänning. Denna spänning förstärks sedan använder en op-förstärkare.