A celladoktor naplója

Az erőmérő cellák lelki világa

Jelen cikkemben a garázsiparban használt mérleg-, és erőmérő cellákat mutatom be. Röviden írok a működési elvükről, majd néhány kalandosabb javítás memorandumait osztom meg a Kedves Olvasóval.

A garázsipar területén igen szerteágazó az erőmérő cellák felhasználása. Ezek segítségével tudjuk megmérni a tengelyterhelést, fékerőket, lengéscsillapítottságot, valamint még egyes nyomástávadók is hasonló elv alapján működnek. Bármely fizikai mennyiséget szeretnénk „villamosan” mérni, azt valamilyen átalakítással kezdjük.
Minden olyan eszközt, mely valamilyen nem villamos mennyiséget alakít át villamos mennyiséggé, mérő-átalakítónak, vagy még inkább távadónak hívunk, így a cellánk is egy távadó, mely erőt alakít át villamos jellé. Vizsgáljuk meg az erőmérő cellákat! Külsőre mind hasonló, egy szép nagy fémdarab, melynek vannak rögzítési és terhelési pontjai, valamint kilóg belőle egy kábel.

Az erőmérő cella, mint neve is mutatja, valamilyen erőt mér, de nem közvetlenül. Valójában nem a rá ható erőt mérjük, hanem a külső erő hatására fellépő mechanikai feszültséget, melyből számoljuk az őt terhelő erőt. Ezek lehetnek nyomó-, húzó-, hajlító-, nyíró-, stb. irányú erők. Mindet különböző típusú cellával mérjük.
Minden cellának van legalább egy olyan felülete, mely a rendeltetésszerű terhelés során előre kiszámított mértékben és irányban alakváltozást szenved el. Ezen a felületen kell megmérnünk az ébredő mechanikai feszültséget. Eddig rendben van a dolog, van egy fémdarabunk, mely adott erő hatására adott módon elhajlik, megnyúlik, elcsavarodik. De hogyan lehet ezt megmérni?

Ha a cellák szíve a próbatest, a lelke a nyúlásmérő bélyeg. Ez egy olyan elektromos alkatrész, mely megnyúlásának hatására változtatja az ellenállását. Ezt a bélyeget kell valamilyen módon felrögzíteni a próbatest kijelölt pontjára, a próbatest alakváltozást szenved, vele együtt a bélyeg is, melynek így megváltozik az ellenállása. Sajnos az élet nem ilyen egyszerű, így nem elég csak egy ellenállásmérőt ráakasztani a cellára, az ellenállás változása egy-egy bélyegnek nagyon kicsi érték. Egy kiszámított példa alapján egy 120 Ohm névleges ellenállású bélyeg egy ezreléknyi nyúlás hatására (ami sokszoros túlterhelésnek tekinthető egy erőmérő cellában, gyakorlatban inkább csak ennek századrészével nyúlik meg) az ellenállása csak 240 milliOhmot változik.

A probléma itt kezdődik, száz Ohm nagyságrendű ellenállásoknak kell mérnünk a milliOhm nagyságrendű megváltozását. Erre a legalkalmasabb megoldás egy hídkapcsolás, a Wheatstone-híd és négy bélyeg egyidejű alkalmazása. Ez úgymond leválasztja a kis ellenállásváltozást a nagy ellenállásról. Terheletlen állapotban a négy bélyeg ellenállása megegyezik, így a hídkapcsolásnak nincs kimenő feszültsége. Amint terhelésnek tesszük ki a cellát, az elhajlik, így felborul a híd kiegyenlített állapota és a kimenetén megjelenik egy milliVolt nagyságrendű feszültség. Ezt már remekül tudjuk mérni. Két alapeset létezik, vagy ezt a hídfeszültséget mérjük mindenféle átalakítás nélkül, vagy átalakítjuk áramjellé. Mindkettő remek megoldás, az alkalmazás jellege dönt a mérési elvről.

Ezek ismeretében mindenki beláthatja, érzékeny és kifinomult technika az erőmérés, ezért kell kiemelt figyelmet fordítani a mérőrendszerek karbantartására. Az alapos karbantartással megnövelhetjük a mérőrendszerünk élettartamát. Egy erőmérő cella meghibásodása három alapesetre vezethető vissza. Természetes úton elöregedhet, mint minden berendezés. A környezeti körülmények is okozhatják a cellabetegségeket, de sokszor a felhasználók okozzák a problémákat. Tipikus példa, hogy a vezetékes pedálerőmérő vezetékét odacsípik az autó ajtajával, majd kiállnak a fékpadból a járművel, a kábel elszakad. Igen strapabíró kábellel szereljük celláinkat, de ekkora húzó igénybevételt nem képes elviselni. Ebben az esetben nincs más megoldás, mint a cella bontása, kábelcsere. A cella bontása rendkívül aprólékos feladat, kellő gyakorlat nélkül több kárt okozunk, mint hasznot. Az aktív részek igen érzékenyek, ezért mindenféle speciális kitöltőanyaggal vannak védve, általában szilikon kiöntőmasszával, oldhatatlan műgyantákkal, vagy vízzáró fedőanyagokkal. Bontáskor ezeket kell nagyon aprólékosan eltávolítani. A nyúlásmérő bélyegek hajszálvékony lábakkal készülnek, egy rossz mozdulattal tönkretehetjük őket.

Egy másik gyakori meghibásodás a beázás. Akármilyen védelmet találnak ki a mérnökök, a tartós víz jelenléte minden esetben károsítja a mérőrendszereket. A cellába bejutó víztől rozsdásodni kezd a próbatest, majd ez a rozsda eléri a bélyegek környékét és bélyegfelválást okoz, mely így nem tud együtt deformálódni a cellával, tehát nem mér a pad. Nem csak a celláknak árt, a fékpad, mozgatópad, lengpad mechanikák is megsínylik. Láttunk már alumíniumból készült cellát, mely szétporladt a tartósan magas talajvíz miatt. Jelenleg fejlesztünk egy új bevonó technikát, mely akár tartós vízbemerítés ellen is védi az aktív részeket, tehát előbb eszi meg a rozsda a cellavasat, mint hogy átjusson a szigeteléseken, vagy a szigetelés és fémfelület közti határrétegen. Ezért hangsúlyozzuk kollégáimmal, az akna vízmentessége kulcsfontosságú!

Az elmúlt években igen sok tapasztalatot gyűjtöttünk, így mások által menthetetlen cellákat is sikerült megjavítanunk. Egy olasz gyártmányú cellán a műgyantával kiöntött forrléc felszabadítása után a beszakadt kábelt tudtuk cserélni. Nem rég egy ügyfél egy ismeretlen típusú fékpadból származó cellával érkezett, melyet még sosem láttunk. Máshonnan elküldték őket, javíthatatlan. Kedveljük a kihívásokat, így kerestünk megoldást a problémára. A cella igazából maga a terhelőkar volt, melyen kiképeztek egy olyan részt, melyre fel lehetett ragasztani a bélyegeket.

Ez egy 35 cm hosszú acélkar, benne egy 200 Ft-os méretű furattal. A furatban helyezkednek el az aktív részek. A fekete, rágógumi állagú kitöltőanyagot hosszas munkával és sok oldószerrel sikerült eltávolítani, majd meg tudtuk tekinteni a bélyegeket, vezetékeket. A kábel cseréje és a belső huzalozás újraépítése után a cellát kipróbálva hihetetlenül stabil jelet kaptunk. A furatot kitöltöttük speciális vízzáró anyaggal, majd az ügyfél boldogan vitte haza, beépítették a helyére, így minimalizáltuk a műszaki vizsgáztatásból kieső időt.

Sajnos vannak esetek, mikor nem javítható egy cella. Ez a komoly mechanikai sérülés állapota, például repedés, törés, vagy beleflexelés. Igen, ilyet is láttunk már. Ebben az esetben új cella beszerzése az egyetlen járható út. Egy ügyfelünkkel esett meg, hogy a „karbantartás” során a lelkes udvaros a kábel beszakítása után beleflexelt egy cellába. A vizsgasor megállt, azonnali megoldás kellett. A gyári cella szállítása 3-5 hét lett volna, de tudtunk gyakorlatilag azonnal más gyártótól keríteni azonos méretekkel, felfogatási pontokkal és teherbírással rendelkező darabot. Így a 3-5 hétből csak 4 óra kiesés lett.

Gyakran találkozunk olyan esettel, mikor egy leszakított csatlakozót megpróbálnak helyreállítani az ügyfelek, majd valamiért nem működik. Elrettentő példának ajánlom az utolsó fényképet...

Bármilyen cella meghibásodást észlel, keressen minket bizalommal, segítünk minimalizálni a kieső időt, valamint megoldani a megoldhatatlant!
Kérem, tekintse meg az alábbi fotókat, melyeken láthatja az elmesélt és további kalandok alanyait.

Mérőcella-javítás a celladoktornál:

30/328-85-44
6727 Szeged, Algyői út 19/A