Взвешенное решение для Вашего Бизнеса
г. Москва, Дмитровское шоссе, 71Б
Пн-Чт: 10:00-18:00
Пт: 10:00-17:00
Сб-Вс: Выходной
г. Москва, Москва, Дмитровское шоссе , 71 Б
Пн-чт 10:00-18:00
Пт 10:00-17:00
Заказать звонок
Войти

Мембранные тензодатчики (шайбы) SH2: силоизмерение, прессы, бункеры

30 сен 2026
Мембранные тензодатчики-шайбы Sierra SH2D4, SH2F, SH2T, SH2R и SBM2R: как устроены, почему низкие, как установить в пресс, стенд или под опору бункера и как выбрать номинал. Сравнение моделей по паспортам и калькуляторы.
Мембранные тензодатчики (шайбы) SH2: силоизмерение, прессы, бункеры
Мембранный тензодатчик-шайба: разрез ступица – упругий элемент – кольцо, шайба в прессе и под опорой бункера, сила по оси
Шайба работает на сжатие: сила приходит в центр, кольцо опирается на плоскую плиту по всей окружности.

База знаний Sierra · Обновлено · Подготовили инженеры Sierra · Источники: паспорта SH2D4, SH2F, SH2T, SH2R/SBM2R, ТУ 26.51.66-001-83071865-2018

Содержание
  1. Коротко
  2. Устройство шайбы
  3. Низкий профиль и боковые силы
  4. Модели SH2 и SBM2R
  5. Где применяют
  6. Установка шайбы
  7. Подбор номинала
  8. Сигнал на деление
  9. Подключение и изоляция
  10. Типичные ошибки
  11. Чек-лист
  12. Проверьте себя
  13. Частые вопросы
  14. Словарь
  15. Источники
  16. Читайте также

Мембранный тензодатчик (шайба) — коротко

Мембранный тензодатчик, или «шайба», — круглый низкий датчик силы, который работает на сжатие. Сила приходит в центр — через резьбу, нагрузочную головку или кнопку. Наружное кольцо опирается на плиту основания, а тензорезисторы измеряют деформацию упругого элемента между центром и кольцом. Благодаря малой высоте и осевой симметрии шайбу ставят там, где балка или колонна не помещаются: в прессы и силовые стенды, под опоры бункеров, в автомобильные и вагонные весы.

50 кг – 330 тноминалы шайб Sierra по паспортам: SH2D4 от 0,05 т, SH2R и SBM2R до 330 т
25 ммвысота SH2D4 на 50–500 кг при диаметре 90 мм (паспорт SH2D4)
150 / 200 %предельная и разрушающая нагрузка, % НПИ, — у всех пяти моделей по паспортам
0,5°допустимое отклонение силы от оси — ТУ 26.51.66-001-83071865-2018, п. 1.1.9

В статье: как устроен мембранный датчик и почему он низкий, пять моделей Sierra (SH2D4, SH2F, SH2T, SH2R, SBM2R) с паспортными цифрами, где их применяют, как установить и выбрать номинал. Интерактивы: сравнение моделей с фильтром, профиль шайбы по номиналу, влияние наклона силы, эксцентриситета и неплоской опоры, подбор номинала с учётом динамики, сигнал на деление весов, тренажёр ошибок, чек-лист и тест.

Как устроен мембранный тензодатчик

Корпус шайбы — стальной диск из трёх зон. В центре — ступица: в неё приходит сила через центральную резьбу (SH2D4, SH2T), сферическую нагрузочную головку (SH2F) или нагрузочную кнопку (SH2R, SBM2R). По краю — опорное кольцо, которое стоит на плите основания или крепится к ней болтами. Между ними — упругий элемент: тонкая кольцевая мембрана или радиальные перемычки-спицы. В ТУ Sierra датчики типа SH2 отнесены к семейству Spoke type — «спицевые».

плита основания — плоская и жёсткая резьба R1R2 R3R4 F ступица упругий элемент опорное кольцо тензорезисторы зазор под ступицей

Упрощённый разрез шайбы: сила F давит на ступицу, опорное кольцо передаёт её на основание, упругий элемент между ними деформируется, тензорезисторы R1–R4 в полном мосте переводят деформацию в сигнал. Размеры условные.

Под нагрузкой ступица чуть опускается относительно кольца, и упругий элемент работает на сдвиг и изгиб. Тензорезисторы наклеены так, что одни растягиваются, другие сжимаются. Четыре резистора соединены в полный мост, как и в других датчиках: как работает мост, разобрано в статьях «Что такое тензодатчик» и «Мостовая схема подключения тензодатчиков». Упругий элемент закрыт корпусом и загерметизирован: по паспортам SH2D4, SH2F и SH2T имеют класс защиты IP67, SH2R и SBM2R — IP68.

Все пять шайб Sierra работают на сжатие. Паспорта SH2F и SH2R/SBM2R пишут это прямо, а по п. 1.1.6 ТУ датчики типа SH2 не нагружают на растяжение и сжатие в одном цикле: для разных направлений силы нужны разные монтажные приспособления.

Почему шайба низкая и устойчива к боковым силам

У балочного датчика сила приходит на конец балки, и балка работает как рычаг. Чтобы получить нужную деформацию, балка должна быть длинной. У S-датчика сила идёт вдоль корпуса, и его высота растёт с номиналом. Шайба устроена иначе: сила идёт по оси, упругий элемент лежит в плоскости диска, и высота определяется толщиной ступицы и кольца, а не длиной рычага. Поэтому шайба получается низкой даже на десятки и сотни тонн.

Интерактив

Профиль шайбы по паспорту

Размеры — из таблиц габаритов в паспортах. Для SH2T основание квадратное, «ширина» — сторона основания L. Для SH2R/SBM2R высота L указана вместе с нагрузочной кнопкой.

Что шайба делает с боковой силой

Корпус шайбы — короткий и осесимметричный: ступица жёстко связана с кольцом по всей окружности, рычага, который усиливал бы боковую силу, нет. Поэтому боковая сила и небольшое смещение точки нагрузки влияют на шайбу меньше, чем на длинный датчик. «Меньше» не значит «не влияют»: паспорта Sierra не нормируют допустимую боковую силу и эксцентриситет для шайб. Нормирован только угол: по п. 1.1.9 ТУ характеристики датчика в пределах допуска при отклонении силы от оси не больше 0,5°. Поэтому конструкцию проектируют так, чтобы сила шла по оси, а горизонтальные силы (торможение машины, температурное расширение, удары) забирали упоры и ограничители, а не датчик.

Шайбы Sierra: SH2D4, SH2F, SH2T, SH2R, SBM2R

В каталоге Sierra пять мембранных датчиков. Они отличаются способом приложения силы, креплением, диапазоном номиналов и выходом. Таблица ниже собрана по паспортам (PDF на карточках товаров); номиналы в наличии — по исполнениям в каталоге.

Фильтр

Сравнение моделей

МодельНоминалы по паспортуВ каталогеКлассРКП, мВ/ВЗащита (паспорт)ИзоляцияМатериалНагрузка и креплениеПодходит
SH2D450 кг – 200 т50 кг, 100 кг, 200 кг, 500 кг, 1 т, 2 т, 5 т, 10 т, 20 т, 30 т, 50 т, 60 т, 200 т, 100 кН, 200 кНC2, nmax 2000, vmin = НПИ/50002,0 ± 0,004IP67≥ 2000 МОм (50 В)конструкционная сталь с никелировкой (SB2D4 — нержавеющая)центральная резьба; отверстия по окружности—
SH2F1 т – 30 т1 т, 2 т, 5 тC3, nmax 3000, vmin = НПИ/75002,0 ± 0,05IP67≥ 5000 МОм (50 В)конструкционная сталь с никелировкойсферическая головка SR110; 4 паза во фланце—
SH2T500 кг – 60 т1 т, 3 т, 5 т, 10 т, 20 тC3, nmax 3000, vmin = НПИ/10 0002,0 ± 0,001IP67≥ 5000 МОм (50 В)конструкционная сталь с никелировкойцентральная резьба или нагрузочная головка; квадратное основание, 4 отверстия—
SH2R10 т – 330 т10 т, 22 т, 33 т, 47 тC3, nmax 3000, vmin = НПИ/75002,85 ± 0,05IP68≥ 5000 МОм (50 В)конструкционная сталь с никелировкойнагрузочная кнопка; гладкое основание, Ø25 по центру—
SBM2R10 т – 330 т33 тC3, nmax 3000, vmin = НПИ/75002,85 ± 0,05IP68≥ 5000 МОм (50 В)нержавеющая стальнагрузочная кнопка; гладкое основание, Ø25 по центру—

Строки, которые не проходят фильтр, гаснут. Номинал подбирается ближайший не меньше заданной силы. Паспорт — возможные исполнения, каталог — то, что заведено на сайте; остальное уточняйте у менеджера Sierra.

SH2D4 — шайба с центральной резьбой, от 50 кг до 200 т

По паспорту SH2D4 — «один из самых малогабаритных датчиков» и модификация SH2D3. Сила передаётся через центральную резьбу (от M16×2 на малых номиналах до M120×4 на 200 т), кольцо крепится к основанию болтами через отверстия по окружности — от 4 × Ø7 до 16 × Ø29. Датчик калибруют в килограммах, тоннах или килоньютонах: в каталоге есть исполнения 100 кН и 200 кН. Класс точности по паспорту — C2 (nmax 2000, vmin = НПИ/5000), и у него ниже сопротивление изоляции — ≥ 2000 МОм против ≥ 5000 МОм у остальных шайб. В карточке SH2D4 названы испытательное оборудование (прессы), бункерные, автомобильные и вагонные весы. Исполнение SB2D4 по паспорту — из нержавеющей стали; его наличие уточняйте у менеджера Sierra.

SH2F — самая низкая шайба со сферической головкой

По паспорту SH2F — «одна из самых низкопрофильных конструкций», датчик работает на сжатие. Сверху — нагрузочная головка со сферой SR110 мм, по краю фланца — четыре открытых паза для крепления. Высота — от 43 мм (1 т) до 78 мм (30 т). Класс C3, РКП 2,0 мВ/В. У SH2F особая распиновка: сигнал (+) — синий, есть жёлтый и коричневый сенсорные провода (см. раздел «Подключение»).

SH2T — шайба на квадратном основании

По паспорту SH2T — низкопрофильная шайба, нагрузка «по центральной резьбе, либо через нагрузочную голову». Датчик стоит на квадратном основании с четырьмя отверстиями (от 130 × 130 мм на 0,5–3 т до 180 × 180 мм на 40–60 т). Класс C3 с vmin = НПИ/10000 — самый мелкий минимальный поверочный интервал среди шайб Sierra; РКП 2,0 ± 0,001 мВ/В. В паспорте среди применений — испытательные системы (пиктограмма TEST SYSTEM).

SH2D4 · шайба с центральной резьбой
C2 · 2,0 мВ/В · IP67 по паспорту
Мембранный тензодатчик Sierra SH2D4 (шайба)
Номиналы в каталоге:
50 кг100 кг200 кг500 кг1 т2 т5 т10 т20 т30 тещё 5
от 17 100 ₽ с НДС
SH2F · низкопрофильная шайба
C3 · 2,0 мВ/В · IP67 по паспорту
Мембранный тензодатчик Sierra SH2F
Номиналы в каталоге:
1 т2 т5 т
от 11 250 ₽ с НДС
SH2T · шайба на квадратном основании
C3 · 2,0 мВ/В · IP67 по паспорту
Мембранный тензодатчик Sierra SH2T
Номиналы в каталоге:
1 т3 т5 т10 т20 т
от 28 100 ₽ с НДС

SH2R и SBM2R — шайбы с нагрузочной кнопкой, 10–330 т

У SH2R и SBM2R общий паспорт: SH2R — никелированная конструкционная сталь, SBM2R — нержавеющая. Сила приходит на нагрузочную кнопку сверху, основание — гладкий цилиндр с отверстием Ø25 мм по центру. РКП выше, чем у других шайб, — 2,85 мВ/В; входное сопротивление 1450 Ом (или 4480 Ом в другом исполнении), выходное 1402 Ом (или 4010 Ом). Класс защиты по паспорту — IP68. В карточке SH2R указано IP67; расхождение передано на исправление карточки, при выборе ориентируйтесь на паспорт или уточните у менеджера Sierra.

SH2R · шайба с нагрузочной кнопкой
C3 · 2,85 мВ/В · IP68 по паспорту
Мембранный тензодатчик Sierra SH2R
Номиналы в каталоге:
10 т22 т33 т47 т
от 24 650 ₽ с НДС
SBM2R · нержавеющая шайба
C3 · 2,85 мВ/В · IP68 по паспорту
Мембранный тензодатчик Sierra SBM2R из нержавеющей стали
Номиналы в каталоге:
33 т
от 36 100 ₽ с НДС

Габариты по паспортам

SH2D4, мм
НоминалDD2 (окр. отверстий)HM (центр. резьба)отверстия
50 кг – 500 кг907525M16×24 × Ø7
1 т1129630M20×28 × Ø9
2 т12510542M24×28 × Ø11
5 т – 10 т15012245M30×28 × Ø11
20 т – 30 т18014253M42×316 × Ø13,5
50 т – 60 т23419460M64×316 × Ø21,5
100 т320270100M96×416 × Ø26
200 т360310126M120×416 × Ø29
SH2F, мм
НоминалDD2HD1 (головка)пазы
1 т1158643224 паза, L 8
2 т1209045264 паза, L 8
3 т – 5 т12810046204 паза, L 7
10 т16010063404 паза, L 10
15 т19415468424 паза, L 12
20 т22017073444 паза, L 12
30 т23018878484 паза, L 12
SH2T, мм
НоминалL × L (основание)BHE (резьба)отверстия
500 кг – 3 т130 × 130104,762,8M16×1,54 × Ø11
5 т – 10 т120,7 × 120,7120,784,8M32×1,54 × Ø11
20 т – 30 т142 × 14213890,2M40×1,54 × Ø11
40 т – 60 т180 × 180180102M32×1,54 × Ø13,5
SH2R и SBM2R, мм
НоминалC (основание)B (кнопка)L (высота)EF
10 т – 22 т7530506,57
33 т954065107
47 т1306075147
68 т1306085147
100 т1507090167
150 т15070100167
220 т2251001302410
330 т2251001452410

Где применяют мембранные датчики

Прессы и силовые стенды

Шайба ставится в силовую цепь пресса или стенда: между траверсой и штоком, под опорой образца. Низкая высота почти не «съедает» рабочий ход, а калибровка в кН удобна для испытаний. SH2D4 выпускается в исполнениях 100 и 200 кН, в паспортах SH2D4 и SH2T среди применений — испытательные системы.

Бункеры и ёмкости

Шайбы ставят под опоры бункера или силоса, когда высоты под лапой мало. Все пять моделей в карточках отнесены к датчикам для бункерных весов. Как распределяется вес по опорам и сколько датчиков ставить, — в статье «Взвешивание бункеров и ёмкостей на тензодатчиках».

Автомобильные и вагонные весы

В карточках всех пяти шайб названы автомобильные и железнодорожные вагонные весы. Для платформы на десятки тонн важен номинал и защита IP67–IP68. Про другие датчики для автовесов — в статье «Двухопорные балочные тензодатчики SHM9 и SH9».

Силоизмерение в оборудовании

Измерение усилия прижима, запрессовки, натяжения через рычаг. Здесь шайба — датчик силы, а не весов: сигнал обычно выводят в ПЛК через нормирующий преобразователь, см. статью «Весовой АЦП и нормирующий усилитель».

В карточке SH2D4 упомянуты и крановые весы. Крановые весы — это подвес, то есть растяжение. Шайба работает на сжатие, поэтому в подвесе её ставят только в узле, который превращает тягу в сжатие датчика. Такой узел проектируют отдельно, а схему согласуют с менеджером Sierra. Для обычного подвеса удобнее S-датчики, см. статью «S-образный тензодатчик».

Установка: опора, центрирование, наклон

Мембранный датчик меряет силу, которая проходит от ступицы к кольцу. Всё, что искажает этот путь, искажает показания. Поэтому для шайбы важны три условия.

  1. Плоская, жёсткая опорная поверхность. Кольцо должно опираться на плиту по всей окружности. Если под частью кольца зазор, окалина, краска или сварной наплыв, кольцо опирается на отдельные точки и перекашивается. Упругий элемент нагружается несимметрично, и паспортная точность не гарантирована. Плита основания должна быть толще и жёстче, чем кажется нужным: прогиб плиты под нагрузкой тоже перекашивает кольцо.
  2. Сила по центру. Нагрузка приходит в ступицу: через резьбу (SH2D4, SH2T), сферическую головку (SH2F), нагрузочную кнопку (SH2R, SBM2R). Сфера SH2F по паспорту имеет радиус SR110 мм: при небольшом наклоне опоры точка контакта остаётся около оси. Резьбовые модели нагружают через резьбовой элемент или нагрузочную головку. Готовых узлов встройки для шайб в каталоге Sierra нет: нагрузочные элементы и плиты делают по проекту, а их совместимость уточняют у менеджера Sierra.
  3. Никаких боковых сил через датчик. Горизонтальные силы должны забирать упоры, ограничители и тяги с зазорами. Датчик должен нести только вертикальную силу. Угол силы к оси — не больше 0,5° (п. 1.1.9 ТУ).
Интерактив

Наклон силы, эксцентриситет и неплоская опора

Числа здесь — только геометрия: при наклоне на угол α датчик видит осевую составляющую F · cos α, а в сторону действует F · sin α. Граница 0,5° — из ТУ Sierra. Погрешность от эксцентриситета и неплоской опоры паспорта Sierra не нормируют, поэтому калькулятор оценивает их только качественно и не придумывает процентов.

Порядок монтажа

  1. По паспорту модели выписать номинал, габариты, центральную резьбу или головку, отверстия и распиновку.
  2. Подготовить опорную плиту: плоская, жёсткая, чистая, без краски и наплывов под кольцом датчика. Все сварочные работы — до установки датчика.
  3. Установить шайбу на плиту так, чтобы кольцо опиралось по всей окружности; закрепить болтами через отверстия или пазы, если они предусмотрены.
  4. Подвести нагрузку в центр: резьбовой элемент, нагрузочную головку или кнопку. Проверить, что конструкция не касается корпуса датчика сбоку и сверху.
  5. Поставить упоры и ограничители: горизонтальные силы и удары забирает конструкция, а не датчик; угол силы к оси — не больше 0,5°.
  6. Проложить кабель с петлёй и креплением, не натягивая ввод; подключить по цветам из паспорта (у SH2F — свои цвета).
  7. Проверить нуль без нагрузки, повторяемость нагружением-разгрузкой, затем юстировать углы в сумматоре и откалибровать систему.

Общие правила монтажа (сварка, заземление, кабель, выверка по высоте) — в статье «Монтаж тензодатчиков: узлы встройки, ножки, проушины».

Подбор номинала с учётом динамики

Номинал шайбы выбирают по наибольшей силе на один датчик — с запасом на неравномерное распределение, удары и перегрузку. Общий порядок выбора датчика — в статье «Как выбрать тензодатчик». Для шайб есть две особенности: в прессе и на стенде силу часто задают в килоньютонах, а в весах — массой.

Калькулятор

F₁ = Q · k / Nэфф. Q — масса или сила (кН переводятся в кг делением на g = 9,80665 м/с²), k — коэффициент динамики и запаса, Nэфф — число датчиков, которые реально несут нагрузку. Номинал — ближайший не меньше F₁ из исполнений в каталоге (и отдельно — по паспорту). Коэффициент задаёт проектировщик по условиям работы; 1,25 в поле — пример, а не норма. Проверка на удар — относительно предельной нагрузки 150 % НПИ по паспортам.

Пример 1, бункер. 10 000 кг брутто на 4 шайбах, считаем, что несут 3, k = 1,25: F₁ = 10 000 · 1,25 / 3 ≈ 4167 кг. Ближайший номинал в каталоге — 5 т (есть у SH2D4, SH2F и SH2T).

Пример 2, пресс. Сила пресса 150 кН, один датчик, k = 1,2: 150 000 / 9,80665 ≈ 15 296 кг, с запасом ≈ 18 355 кг. Ближайшие исполнения в каталоге — SH2D4 20 т (есть и исполнение 200 кН ≈ 20,39 т), SH2T 20 т и SH2R 22 т. Статическая сила 15,3 т — это 76 % номинала 20 т, предел 150 % НПИ — 30 т.

Удар — не статическая нагрузка. Груз, сброшенный на платформу, или отскок штока пресса дают кратковременную силу больше статической. Предельная нагрузка шайб Sierra по паспортам — 150 % НПИ, разрушающая — 200 % НПИ. Если удары возможны, запас закладывают в k или ставят механические упоры-ограничители хода, которые забирают силу раньше, чем датчик дойдёт до предела.

Сигнал: сколько микровольт на одно деление

Выход датчика по паспорту — РКП в мВ/В: у SH2D4, SH2F и SH2T — 2,0 мВ/В, у SH2R и SBM2R — 2,85 мВ/В. При питании 5 В полный номинал даёт 10 и 14,25 мВ. В весах датчики работают не на полный номинал, и на одно деление приходятся единицы микровольт. Калькулятор показывает, хватит ли этого индикатору и совместимы ли датчики с весами по классу.

Калькулятор

Датчики в сумматоре соединены параллельно, поэтому выход системы = РКП · U · Max / (N · Emax), где Emax — номинал одного датчика. Сигнал на деление = выход при Max · e / Max. Число делений весов n = Max / e — не больше nmax датчика. vmin = Emax / Y по паспорту, и должно выполняться vmin · √N ≤ e.

Пример: 4 × SH2F 5 т, весы Max 10 т, e = 5 кг, питание 5 В. Выход при Max = 2,0 · 5 · 10 000 / (4 · 5000) = 5 мВ, на деление — 5 мВ / 2000 = 2,5 мкВ. n = 2000 ≤ 3000; vmin = 5000 / 7500 ≈ 0,67 кг, · √4 ≈ 1,33 кг ≤ 5 кг — проходит. Какой индикатор выбрать под такой сигнал, — в статье «Весовой индикатор: как выбрать и подключить».

Подключение, кабель и изоляция

Четыре из пяти шайб подключаются по стандартной для Sierra распиновке: красный — питание (+), чёрный — питание (−), зелёный — сигнал (+), белый — сигнал (−), прозрачный — экран. Исключение — SH2F. В его паспорте сигнал (+) — синий, а ещё указаны жёлтый — «Сенсор (−)» и коричневый — «Сенсор (+)». При этом тип кабеля в том же паспорте назван «4-ти жильный экранированный». Перед подключением SH2F сверьте жилы с паспортом своего экземпляра. Как подключить сенсорные провода или оставить схему четырёхпроводной, — в статье «Кабель тензодатчика: 4 и 6 проводов».

МодельЖилы по паспортуКабель по паспортуСопротивление изоляции
SH2D4красный +пит, чёрный −пит, зелёный +сиг, белый −сиг, прозрачный — экран4-жильный экранированный Ø 5,7 мм, 6 м≥ 2000 МОм (50 В)
SH2Fкрасный +пит, чёрный −пит, синий +сиг, белый −сиг, жёлтый — сенсор −, коричневый — сенсор +, прозрачный — экран4-жильный экранированный Ø 5,7 мм, 3 или 6 м≥ 5000 МОм (50 В)
SH2Tкрасный +пит, чёрный −пит, зелёный +сиг, белый −сиг, прозрачный — экран4-жильный экранированный Ø 5,0 мм, 3 или 6 м≥ 5000 МОм (50 В)
SH2Rкрасный +пит, чёрный −пит, зелёный +сиг, белый −сиг, прозрачный — экран4-жильный экранированный Ø 5,7 мм, 6 м≥ 5000 МОм (50 В)
SBM2Rкрасный +пит, чёрный −пит, зелёный +сиг, белый −сиг, прозрачный — экран4-жильный экранированный Ø 5,7 мм, 6 м≥ 5000 МОм (50 В)

Сопротивление изоляции у SH2D4 ниже. По паспорту SH2D4 — ≥ 2000 МОм при 50 В, у SH2F, SH2T, SH2R и SBM2R — ≥ 5000 МОм. Проверку изоляции проводят напряжением 50 В, как в паспорте; мегаомметр на 250 В и выше может повредить датчик. Порядок проверки — в статье «Как проверить тензодатчик мультиметром», общая схема подключения — в статье «Как подключить тензодатчик», объединение нескольких шайб — в статье «Сумматор для тензодатчиков».

Типичные ошибки с мембранными датчиками

ОшибкаЧто происходитКак правильно
Шайба на неровной или окрашенной поверхностиКольцо опирается на отдельные точки, упругий элемент перекашивается; показания зависят от того, где лежит груз, нуль гуляетЧистая обработанная плита, опора по всей окружности кольца, без краски и наплывов под датчиком
Тонкая плита основанияПлита прогибается под нагрузкой вместе с кольцом; сигнал нелинеен, после разгрузки нуль не возвращаетсяЖёсткая плита по проекту; при сомнениях проверить повторяемость нагружением-разгрузкой
Сила мимо центра: плоская плита давит на край корпуса, а не на ступицуСила идёт в корпус помимо упругого элемента; датчик недовешивает или перегружается локальноНагрузка — только через центральную резьбу, головку или кнопку
Боковые силы через датчик: платформа без упоров, торможение машины, температурное расширениеПоказания зависят от направления заезда и температуры; при ударе — риск перегрузкиУпоры и ограничители хода забирают горизонтальные силы; угол силы к оси ≤ 0,5°
Номинал «впритык» в прессе с ударом или отскокомПиковая сила выходит за предельные 150 % НПИ; меняется нуль, датчик может разрушитьсяКоэффициент динамики и механический ограничитель хода
SH2F подключили по «стандартным» цветамСиний сигнал (+) не подключён, зелёного нет; сенсорные провода висятЖилы — по паспорту SH2F; см. статью про кабель
Сварка рядом с установленным датчикомСварочный ток идёт через датчик и повреждает егоСваривать до установки или с макетом; см. статью «Монтаж тензодатчиков»
Тренажёр

Найдите причину

1. Шайба под опорой бункера показывает разный вес одного и того же груза в зависимости от того, где он лежит. Плита под датчиком окрашена, по краю — сварной наплыв.

2. На стенде после каждого цикла нагружения нуль уходит, а при разгрузке показания не совпадают с нагрузкой.

3. SH2F подключили: красный, чёрный, белый и экран. Индикатор показывает обрыв сигнала.

4. В автовесах на шайбах показания зависят от того, с какой стороны заехала машина и как резко она затормозила.

5. В прессе стоит шайба с номиналом ровно под рабочее усилие. Через месяц нуль заметно сместился.

Если весы уже врут, пошаговая диагностика — в статьях «Тензодатчик сломался или не работает» и «Почему „плавают“ весы».

Чек-лист: шайба готова к работе

Чек-лист

Проверьте себя

Частые вопросы

Что такое мембранный тензодатчик (шайба)?

Круглый низкий датчик силы, который работает на сжатие. Сила приходит в центральную ступицу, наружное кольцо стоит на основании, а тензорезисторы на упругом элементе между ними дают сигнал в мВ/В. В каталоге Sierra — модели SH2D4, SH2F, SH2T, SH2R и SBM2R.

Работает ли шайба на растяжение?

Шайбы Sierra работают на сжатие. По п. 1.1.6 ТУ датчики типа SH2 не нагружают на растяжение и сжатие в одном цикле. Для подвеса и тяги берут S-образный датчик или проектируют узел, в котором тяга превращается в сжатие шайбы.

Какой номинал у мембранных датчиков Sierra?

По паспортам: SH2D4 — от 0,05 до 200 т, SH2F — 1–30 т, SH2T — 0,5–60 т, SH2R и SBM2R — 10–330 т. Исполнения, заведённые в каталоге, — в мини-карточках статьи; остальные номиналы уточняйте у менеджера Sierra.

Какой класс защиты у шайб?

По паспортам SH2D4, SH2F и SH2T — IP67, SH2R и SBM2R — IP68. В карточке SH2R указано IP67; при выборе ориентируйтесь на паспорт.

Почему у SH2F другие цвета проводов?

В паспорте SH2F сигнал (+) — синий, а также указаны жёлтый (сенсор −) и коричневый (сенсор +) провода. Перед подключением сверьте жилы с паспортом своего экземпляра.

Какое сопротивление изоляции у шайб?

По паспортам — не менее 5000 МОм при 50 В у SH2F, SH2T, SH2R и SBM2R и не менее 2000 МОм при 50 В у SH2D4. Проверять изоляцию напряжением выше 50 В не рекомендуется.

Можно ли ставить шайбу в пресс и калибровать в килоньютонах?

Да. По паспорту SH2D4 калибруется в кг, тоннах или кН, в каталоге есть исполнения на 100 и 200 кН. Номинал выбирают по наибольшей силе с запасом на удар: предельная нагрузка — 150 % НПИ, разрушающая — 200 %.

Есть ли у Sierra узлы встройки для шайб?

Отдельных узлов встройки для мембранных датчиков в каталоге Sierra нет. Опорную плиту и нагрузочный элемент делают по проекту так, чтобы кольцо опиралось по всей окружности, а сила шла в центр. Совместимость нагрузочных элементов уточняйте у менеджера Sierra.

Словарь

Мембранный датчик, шайба
Круглый низкопрофильный датчик силы на сжатие с упругим элементом между центральной ступицей и опорным кольцом.
Spoke type
«Спицевый» датчик: упругий элемент — радиальные перемычки между ступицей и кольцом. К этому семейству ТУ Sierra относят тип SH2.
Ступица
Центральная часть шайбы, в которую приходит сила: резьба, головка или кнопка.
Нагрузочная головка (кнопка)
Выступ в центре датчика, через который передаётся сила; у SH2F — со сферой SR110.
Эксцентриситет
Смещение точки приложения силы от оси датчика.
НПИ
Наибольший предел измерений датчика (номинал).
РКП
Рабочий коэффициент передачи: сигнал при номинальной нагрузке, мВ на 1 В питания.
vmin
Минимальный поверочный интервал датчика: НПИ / Y, у шайб Y = 5000 (SH2D4), 7500 или 10 000 (SH2T).
Предельная нагрузка
Нагрузка, после снятия которой характеристики восстанавливаются; у шайб Sierra — 150 % НПИ.
Разрушающая нагрузка
Нагрузка, при которой возможно механическое разрушение; у шайб Sierra — 200 % НПИ.

Источники

  • Паспорт датчика тензометрического Sierra SH2D4/SB2D4: номиналы в т и кН, характеристики, габариты и присоединительные размеры.
  • Паспорт датчика тензометрического Sierra SH2F: номиналы, характеристики, распиновка с сенсорными проводами, габариты.
  • Паспорт тензодатчика типа шайба Sierra SH2T: номиналы, характеристики, способ нагружения, габариты.
  • Паспорт тензодатчика типа шайба Sierra SH2R/SBM2R: номиналы, характеристики, класс защиты, габариты.
  • ТУ 26.51.66-001-83071865-2018 «Датчик тензометрический» (ООО «Сиерра»): таблица 7 — тип SH2 (Spoke type), п. 1.1.6 — растяжение и сжатие, п. 1.1.9 — угловое отклонение силы до 0,5°.
  • Сертификат об утверждении типа средств измерений № 76409-19 от 06.12.2024 (срок действия до 18.10.2029) «Датчики весоизмерительные тензорезисторные Sierra».
  • ГОСТ 8.631–2013 (OIML R 60:2000) «Датчики весоизмерительные. Общие технические требования. Методы испытаний».
  • Карточки каталога sierra.market, раздел «Тензодатчик мембранный типа шайба»: исполнения и применения.

Читайте также

Подберём шайбу под пресс, стенд или бункер

Пришлите наибольшую силу или массу, число опор, режим нагружения и условия — менеджер Sierra подскажет модель, номинал и исполнение.

Мембранные тензодатчики (шайбы)
Читайте также