Kendin Yap Yüksek Hassasiyetli Terazi: 0.0001 g / 0.1 mg Ölçüm

Giriş

Biyokimyasal bir proje için yüksek hassasiyette bir terazi ihtiyacı doğduğunda, piyasadaki ticari ürünlerin beklentileri karşılamaması üzerine kendi terazisini tasarlayan bir mühendis, 0.1 mg hassasiyetle ölçüm yapabilen bir cihaz geliştirdi. Bu terazi, elektromanyetik kuvvet geri besleme prensibine dayanmaktadır ve çevresel etkiler nedeniyle ortaya çıkan zorluklar göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır.

Ayrıca Bakınız

Kendin Yap Yüksek Hassasiyetli Terazi Tasarımı ve Çevresel Etkilerin Yönetimi

Elektromanyetik kuvvet geri beslemeli kendin yap terazi, 0.1 mg hassasiyetle ölçüm yapar. Tasarım bileşenleri, çevresel etkiler ve iyileştirme önerileri detaylandırılmıştır.

Diheng Dijital Çelik Mutfak Terazisi 5000 gr./1 gr. Hassas ve Dayanıklı Tasarım

Diheng'in paslanmaz çelik gövdesi ve 1 gram hassasiyetli ölçüm kapasitesiyle mutfakta pratiklik ve dayanıklılık sunan dijital teraziyi keşfedin.

Elektromanyetik Kuvvet Restorasyonu ile 0.1 mg Hassasiyetli Kendin Yap Terazi Tasarımı

Elektromanyetik kuvvet restorasyonu prensibine dayanan 0.1 mg hassasiyetli kendin yap terazi tasarımı, çevresel faktörlerin etkilerini minimize ederek yüksek doğruluk sağlar ve elektronik-mekanik bileşenlerle geliştirilir.

Mutfakta Hassas Terazi Kullanımı ve Seçiminde Dikkat Edilmesi Gerekenler

Mutfakta hassas ölçüm sağlayan teraziler, tariflerde mükemmel sonuçlar ve sağlıklı beslenme için vazgeçilmezdir. Doğru model seçimiyle mutfakta başarıyı yakalayın.

Tasarım Prensibi ve Bileşenler

Terazinin çalışma prensibi, 110 Ω dirençli bir bobinin neodimyum halka mıknatıs üzerinde bir kol üzerinde asılı olmasıdır. Kolun yüksekliği, bir IR fotointerrupter kullanılarak sabit tutulur ve geri besleme döngüsü ile kontrol edilir. Ağırlığı tutmak için gereken akım, ölçülen kütle ile doğru orantılıdır.

• Bobin ve Mıknatıs: Bobin yaklaşık 20 gram kaldırma kapasitesine sahiptir. Farklı bobinler kullanılarak dinamik aralık ve hassasiyet arasında değişim yapılabilir.

• Akım Ölçümü: 10 Ω'luk bir şönt direnç (RJ711, 5 ppm/°C TCR) ve 24-bit ADC (ADS1232) ile akım ölçülür.

• Mikrodenetleyici ve Ekran: Arduino Nano ile sinyal okunur ve küçük bir LCD (SLC0801B) üzerinde görüntülenir.

• Fotointerrupter: Genel bir IR LED ve IR fotodiyot kullanılarak oluşturulmuştur. LED sabit akım kaynağı ile sürülürken, fotodiyot hızlı tepki için ters kutupludur.

• Referans Gerilim: Düşük sürüklenmeli 2.0 V referans (REF5020) ADC ve fotodiyot devresine stabil gerilim sağlar.

• Bobin Akım Kontrolü: IRF540N N-kanal güç MOSFET düşük taraf sürücü olarak kullanılır.

• Op-Amp Kullanımı: OPA187 sıfır sürüklenmeli op-amp'lar referans gerilimlerini tamponlamak, fotointerrupter sürmek ve bobin akımını kontrol etmek için kullanılır.

• Tare Fonksiyonu: Kapasitif dokunmatik buton ile tartım sıfırlama yapılabilir, bu da yüksek hassasiyet için önemlidir.

Daha önce hiç duymadığınız 10 harika buluş şimdi karşınızda

devamını oku

Karşılaşılan Zorluklar ve İyileştirme Önerileri

• Kol Salınımı: Kolun salınım eğilimi nedeniyle geri besleme döngüsünün çok hızlı olması gerekir. Daha hafif ve yüksek rezonans frekansına sahip bir kol, bu sorunu azaltabilir.

• Sıcaklık Kaymaları: Geri besleme yolundaki tüm bileşenlerin düşük sıcaklık katsayısına sahip olması gereklidir. Tam kayma ortadan kaldırmak için bobin, fotointerrupter ve ortam sıcaklığı, nem, basınç gibi çevresel faktörlerin izlenip telafi edilmesi gerekir.

• Paralel Kılavuz Sistemi: Ölçümlerin kol üzerindeki ağırlık konumundan bağımsız olması için paralel kılavuz sistemi gereklidir. Bu amaçla metal esnek bağlantılar (flexures) önerilmektedir.

Çevresel Etkiler ve Hassas Ölçüm

Böyle yüksek hassasiyetli terazilerde çevresel faktörler ölçüm doğruluğunu önemli ölçüde etkiler. Örneğin:

• Titreşimler: Beton binalarda bile alt katlarda yürüyen insanların etkisi ölçüm sinyalinde görülebilir.

• Manyetik Bozulmalar: Manyetik alanlar ölçümü etkileyebilir.

• Hava Akımları ve Basınç: Hava akımları ve basınç değişimleri ölçümde sapmalara neden olabilir.

• Sıcaklık ve Nem: Bu faktörler bobin ve fotointerrupter performansını etkiler.

Ticari hassas teraziler genellikle bu etkileri minimize etmek için izole odalarda, ağır granit tabanlar üzerinde ve hava akımı olmayan kapalı tartım odalarında kullanılır. Bazı yüksek hassasiyetli laboratuvar terazileri, yerçekimi değişimleri ve kıtalar arası gelgit etkilerini bile ölçebilmektedir.

Ticari Terazilerle Karşılaştırma

Ticari hassas teraziler genellikle strain gauge (gerinim ölçer) tabanlıdır ancak bu sensörler yüksek gürültü ve sürüklenme nedeniyle miligram hassasiyetine ulaşmakta zorlanır. Elektromanyetik kuvvet geri besleme prensibi ise daha az sürüklenme ve daha yüksek hassasiyet sağlar.

Sonuç

Bu kendin yap terazi projesi, elektronik ve hassas ölçüm bilgisi gerektiren, yüksek hassasiyetli bir cihazdır. Tasarımda kullanılan devre elemanları, geri besleme mekanizması ve çevresel etkilerin yönetimi, hassas tartımda karşılaşılan temel zorlukları ortaya koymaktadır. İyileştirme önerileri ve çevresel etkilerin dikkate alınması, daha stabil ve doğru ölçümler için önem taşır.

"Bir adamın yüksek hassasiyetli terazisi, bir başkasının düşük hassasiyetli sismografıdır." Bu ifade, cihazın çevresel titreşimlere ve diğer dış etkilerle ne kadar hassas olduğunu özetler.

Kaynaklar

• Reddit: DIY Precision Scale – 0.0001 g / 0.1 mg