ما الفرق بين مستشعر الضغط التفاضلي والمستشعر؟

تُستخدم مستشعرات القوة على نطاق واسع في مجالاتنا الصناعية. وتولي العديد من الشركات حاليًا اهتمامًا متزايدًا بتركيب هذه المستشعرات. عند تركيبها، يجب أولًا فهم تطبيقاتها. تستطيع مستشعرات القوة رصد الشد والضغط والوزن وعزم الدوران والإجهاد والانفعال الداخلي. ومن بين الأجهزة المتخصصة في هذا المجال مقاييس الانفعال المعدنية ومستشعرات الضغط، والتي أصبحت مكونات أساسية لا غنى عنها في معدات الطاقة والآلات الهندسية وآلات العمل المختلفة وأنظمة الأتمتة الصناعية.

قبل عشرين عامًا، لم يكن هناك فرق بين أجهزة الاستشعار المستخدمة لتحديد الكتلة وأجهزة الاستشعار المستخدمة لتحديد القوة. ولكن مع تحسن دقة أجهزة الاستشعار وازدياد متطلبات قياس الكتلة أو القوة، تطورت أجهزة استشعار مصممة خصيصًا لهذا الغرض. فبالإضافة إلى أجهزة الاستشعار العامة القديمة، توجد خلايا قياس الحمل وأجهزة استشعار القوة المصممة خصيصًا، وتختلف مواصفاتها اختلافًا كبيرًا. إذ لا يمكن استخدام أجهزة الاستشعار العامة إلا ضمن نطاق دقة محدد. أما أجهزة الاستشعار المستخدمة في أقراص القياس عالية الدقة، فيجب تصميمها بشكل منفصل مع تحديد ما إذا كانت تُستخدم لقياس القوة أو الوزن. ويكمن الاختلاف الرئيسي بين هذين النوعين من أجهزة الاستشعار في اختلاف طرق تطبيق القوة. ففي خلية قياس الحمل المثبتة على ميزان إلكتروني، تُطبق القوة دائمًا بنفس الطريقة. وقد أُخذ الخطأ الذي قد يحدث عند تطبيق القوة في الحسبان عند معايرة الميزان الإلكتروني بأكمله. وتتميز خلية قياس الحمل بحساسيتها العالية، ولا توجد متطلبات صارمة في هذا الشأن.

يتأثر مستشعر القوة بظروف التركيب المختلفة، وقد يتعرض لأحمال غير صحيحة. لذا، يُفضل تجنب تعريضه لأحمال غير صحيحة، كالقوى الجانبية وعزوم الانحناء. يتميز مستشعر القوة بنطاق قياس كامل، ويخضع لمتطلبات صارمة فيما يتعلق بالتفاوتات. ففي خلايا قياس الحمل، يجب أن يكون مجموع الانحرافات ضمن نطاق تفاوت محدد، بينما في مستشعرات القوة، يُشترط أن تكون بيانات جميع المؤشرات الفردية ضمن نطاق التفاوت المحدد. يختلف نوعا المستشعرات من حيث المتطلبات التقنية وطرق معالجة نتائج الاختبار. في عصر المعالجات الدقيقة، أصبح من السهل تقييم الخطأ الكلي لخلايا قياس الحمل وفقًا لمعايير منظمات القياس القانونية الدولية أو لوائح التحقق الوطنية.

  تختلف مصالح الجهات الإدارية فيما يتعلق بهذين النوعين من أجهزة الاستشعار. فقد فرضت لوائح التحقق الوطنية قيودًا صارمة على أجهزة استشعار القوة، إلا أن الجهات التنظيمية لا تهتم بها إلا كأدوات لقياس القوة. ويتمثل أحد الأهداف الرئيسية في استخدامها كجهاز معياري لنقل قيم القوة بين مؤسسات البحث والقياس في مختلف البلدان، أو بين مؤسسة بحث وقياس في بلد ما وقسم التحقق المختص. وبالمثل، تختلف المعايير والتوصيات الخاصة بخلايا الحمل وأجهزة استشعار القوة. ففي الولايات المتحدة، تتولى جمعية الأجهزة الأمريكية (SSA) صياغة المصطلحات وطرق اختبار أجهزة استشعار القوة، بينما تتولى جمعية مصنعي أجهزة الوزن الأمريكية (SMA) صياغة المصطلحات وطرق اختبار خلايا الحمل. أما في جمهورية ألمانيا الاتحادية، فيصدر كل من اتحاد المهندسين الألمان وجمعية المهندسين الكهربائيين (VDI/VDE) هاتين اللائحتين، ويجري حاليًا دراسة تحديد مصطلحات أجهزة استشعار القوة.