Explicación de la cuerda vibrante
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El SFT II explota la dependencia que la frecuencia resonante de una cuerda vibrante tiene para con su tensión al momento de medir cargas aplicadas. A través de medios mecánicos la carga aplicada se transmite a la cuerda ocasionando un cambio en su frecuencia resonante a partir de lo cual se computa el valor de la carga aplicada mediante un microprocesador integrado de punto flotante de 32 bits. Una señal totalmente calibrada (linealizada, medida and compensada por temperatura) se transmite vía comunicación en serie RS 485 al controlador de K-Tron. |
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Pueden manejarse hasta quince SFT II en el mismo bus serie, transfiriendo datos de peso a velocidades en baudios desde 2400 a 76800. Para mantener la cuerda de detección en movimiento resonante constante, se proporcionan los circuitos de excitación necesarios. Su propósito es impulsar la cuerda para que resuene y restaurar la energía perdida en la vibración sin ejercer influencia sobre la frecuencia de vibración.
Impulsión a la frecuencia resonante
Esto se logra bordeando la fina cuerda conductora de la electricidad con un par de imanes permanentes que sumergen la cuerda en un campo magnético constante. Considerando que una cuerda que transmite corriente en un campo magnético se desplazará perpendicularmente a las líneas de flujo magnético, los circuitos de arranque y retroalimentación proporcionan pulsos de corriente regulados con precisión que primero impulsan la cuerda a su frecuencia resonante y luego la mantienen en vibración independientemente de la tensión. (La cuerda posee una sección transversal rectangular para restringir la vibración a un único plano. Y debido a que lo deseable es una frecuencia de vibración alta para evitar la contaminación de la señal, la cuerda es sometida previamente a tensión y es forzada a vibrar en su segundo armónico -dos anti-nodos - en todas las oportunidades.) Los circuitos de excitación, al ejecutar su función primaria de impulsión de la cuerda, son muy similares a los circuitos que impulsan el cristal de cuarzo en un reloj digital común.
El cálculo de la frecuencia nos proporciona el peso digital verdadero
La potencia de este circuito también proporciona la señal de frecuencia que luego se procesa. Como medida contable discretamente, basada en la frecuencia, esta técnica da como resultado una determinación digital y verdadera del peso, directamente en el punto de medición. La frecuencia resonante de la cuerda no es una función lineal de la tensión aplicada pero, en la práctica, es casi parabólica. Para calcular la carga aplicada de la frecuencia medida, se utilizan técnicas de regresión basadas en matemática. Para asegurar la máxima precisión, los coeficientes de linealización para cada SFT II se establecen individualmente en fábrica y residen en una EEPROM incorporada.
Pocos efectos ambientales
De las posibles fuentes ambientales de error, sólo las variaciones de temperatura requieren compensación. Se ha descubierto que los efectos del campo magnético del ambiente, los cambios en la presión atmosférica, la humedad relativa, etc. son insignificantes. Para realizar ajustes en caso de cambios en la temperatura ambiente, se instala un sensor térmico dentro del SFT II. Las características de respuesta térmica de cada SFT II se determinan a través de pruebas en fábrica y los coeficientes apropiados se registran en la EEPROM incorporada para una compensación electrónica continua.
Comunicación digital sin interferencia
Utilizando una única interfaz serie RS 422/485, los datos de peso provenientes de un número máximo de quince SFT II pueden transmitirse confiablemente en un formato digital sin interferencia por distancias de hasta 500 metros (1.640 pies), reduciendo de manera significativa los costos de cableado.
Los sensores inteligentes le ahorran tareas al controlador
Debido a que cada SFT II tiene su propio microprocesador, las operaciones tales como linealización, compensación de temperatura y otro procesamiento de señales pueden ejecutarse dentro del sensor, quitándole al controlador la carga de realizar tales tareas y dando como resultado un control con mayor respuesta y velocidad. La direccionabilidad le permite a los SFT II ser llamados individualmente por el controlador para proporcionar datos de medición provenientes de la instalación de un único SFT II o de mediciones simultáneas en múltiples sistemas de pesado SFT II tal como en una aplicación de procesamiento por lotes donde una única tolva es pesada por múltiples SFT II. La capacidad de comunicación del SFT II también le permite aplicar la hora a su transmisión de datos, brindar información de estado, aceptar programación de configuración desde una fuente remota y proporcionar verificación automática de errores.