W różnych nowoczesnych sferach ludzkiej działalności istnieje potrzeba kontrolowania różnych struktur poprzez pomiar parametrów i aktualnego stanu tego pierwiastka. Nieodzownymi pomocnikami w tej kwestii są czujniki tensometrów.
Wiodące technologie coraz częściej wykorzystują elektroniczne czujniki tensometryczne, wśród których najczęściej stosowane są modele urządzeń odpornych na naprężenia. Elementy tensometru mogą mierzyć wagę, siłę, ciśnienie, ruch itp.
Tensometry są szeroko stosowane w wagach, maszynach przemysłowych, różnych silnikach, w przemyśle budowlanym i wielu innych dziedzinach.
Rodzaje czujników
W różnych branżach stosuje się ogromną różnorodność przetworników tensometrycznych. Istnieją następujące typy urządzeń:
- narzędzia do pomiaru siły - czujniki skanują zmiany parametrów siły i obciążenia;
- urządzenia do pomiaru projekcji przyspieszenia - akcelerometry;
- środki pomiarowe do przenoszenia materiałów testowych;
- urządzenia ciśnieniowe tensometryczne – charakteryzujące się kontrolą parametrów ciśnieniowych różnych elementów w różnychśrodowiska;
- przetworniki momentu obrotowego.
W przypadku wag czujniki tensometryczne są najbardziej typowym elementem konstrukcyjnym. W zależności od zastosowania konstrukcji powierzchni odbiorczej ładunku stosuje się następujące typy czujników:
- urządzenia typu konsolowego;
- przyrządy pomiarowe w postaci litery łacińskiej S;
- czujniki siły w kształcie krążka;
- Urządzenia pomiarowe, które przypominają kształtem beczkę.
Istnieje klasyfikacja tensometrów pomiarowych w zależności od cech konstrukcyjnych - element czułości. Materiał źródłowy definiuje następujące modele:
- drut - utworzony w formie drutu, materiał to dwuskładnikowy nichrom, związek pierwiastkowy fechral, termostabilny konstantan;
- tensometry foliowe - użyj cienkich pasków folii;
- Czujniki półprzewodnikowe - wykonane z pierwiastków chemicznych, takich jak krzem, gal, german.
Zasada działania
Zasada działania urządzenia opiera się na efekcie tensora. Jego istota polega na zmianie oporów roboczych elementów półprzewodnikowych podczas ich rozciągania lub ściskania - odkształcenia mechanicznego.
Tensometry to konstruktywny zestaw tensometrów, który ma punkt komunikacyjny na panelu. Ten ostatni jest połączony z materiałem do pomiaru. Schemat funkcjonalny działaniatensometr oznacza wpływ na element czułości. Urządzenie jest podłączone do źródła zasilania za pomocą gniazdek elektrycznych, które mają kontakt z wrażliwą płytką.
Punkty kontaktowe charakteryzują się obecnością stałego napięcia. Ogniwo obciążnikowe przejmuje część przez specjalne podłoże. Masa materiału przerywa obwód z powodu zniekształceń odkształceniowych. Powstały proces jest przekształcany w sygnał prądu elektrycznego.
Czujnik ciśnienia tensometru jest często używany z tensometrami prądu przemiennego. W układzie tym realizowana jest modulacja amplitudy napięcia, które podawane jest bezpośrednio na czujniki przetwornika.
Załaduj urządzenie komórkowe
Przyrząd do pomiaru odkształceń składa się z:
- element elastyczny;
- tensometr;
- przypadek urządzenia;
- uszczelnione złącze.
Pod elastycznym elementem rozumie się ciało, które przejmuje obciążenie. Wykonany jest głównie ze specjalnych gatunków stali, które zostały wcześniej poddane obróbce cieplnej. Ma to wpływ na uzyskanie stabilnych odczytów. Forma produkcyjna prezentowana jest w postaci pręta, pierścienia lub konsoli. Struktura prętów jest bardziej poszukiwana i powszechna.
Tensometr to zespół rezystora z drutu lub folii, który jest przyklejony do pręta. Ta część czujnika tensometrycznego zmienia swoją rezystancję w zależności od odkształcenia pręta, a odkształcenie odkształcenia jest z kolei proporcjonalne dowczytaj.
Korpus miernika chroni wewnętrzną strukturę przed wszelkiego rodzaju uszkodzeniami mechanicznymi, w tym negatywnymi skutkami środowiska. Obudowa jest zgodna z międzynarodowym standardem i ma różne kształty.
Hermetycznie uszczelnione złącze jest wymagane do komunikacji czujnika z dodatkowym wyposażeniem (wagi, wzmacniacze itp.) za pomocą kabla. Istnieją różne schematy połączeń. Cechy konstrukcyjne niektórych czujników tensometrycznych umożliwiają wymianę kabla.
Czujniki pomiaru siły
Czujniki siły odkształcenia mają inną wspólną nazwę - dynamometry. Te przyrządy pomiarowe są integralną częścią sprzętu ważącego. Trudno przecenić ich potrzeby, ponieważ funkcjonują we wszystkich zautomatyzowanych systemach technologicznych dowolnej produkcji. Znajdowały zastosowanie w rolnictwie, medycynie, hutnictwie, motoryzacji itp.
W tej metodzie pomiaru występuje wiele manipulacji i zgodnie z tym rozróżnia się kilka typów czujników tensometrycznych:
- dotykowy - podzielony na przetworniki wysiłku, poślizgu i dotyku;
- rezystancyjny - użyj tensometru i uzyskaj liniowy sygnał wyjściowy;
- piezorezonant - charakteryzuje się efektem bezpośrednim i odwrotnym, który zapewnia specjalny czujnik - rezonator;
- piezoelektryczny - odporny na temperaturę otoczenia, wysoka wytrzymałość, wykorzystuje bezpośredni efekt piezo;
- magnetyczny –działają na zjawisko magnetostrykcji, które zmienia geometrię wymiarów w obszarze magnetycznym;
- pojemnościowe - parametryczne przyrządy pomiarowe, które są kondensatorami.
Czujniki pomiaru masy
Czujniki obciążnikowe składają się z trzech elementów:
- Tenometr.
- Zgięcie belki.
- Kabel.
Czujniki są używane w przemysłowych i osobistych urządzeniach do ważenia. Te przyrządy pomiarowe są bardziej popularne w obszarach produkcyjnych i mają następujące typy:
- urządzenia konsolowe - kęsy z aluminium lub stali. Stal może być wykonana w postaci beczki lub podkładki, posiada dużą szczelność;
- urządzenia belkowe - mierzą obciążenia na platformach i konstrukcjach mostowych.
Zalety ogniw obciążnikowych
Są to:
- Wysoce precyzyjne pomiary parametrów.
- Nie dopuszczaj do zniekształcania informacji.
- Kompatybilny z pomiarami napięcia.
- Kompaktowe wymiary.
Wadę można uznać za utratę czułości działających elementów podczas krytycznych zmian temperatury.
