Tenzometry: popis, návod k použití, vlastnosti a hodnocení

Tenzometrická převodníky jsou zařízení pro převod měřeného elastickou deformaci z pevného tělesa na elektrický signál. K tomu dochází v důsledku změny odporu vodiče snímače změny jeho geometrické rozměry roztažení nebo stlačení.

Tenzometr: princip účinku

Hlavním prvkem přístroje je tenzometr připevněn k elastické struktury. Zatížení buňky jsou kalibrovány postupně načítá určit zvýšení síly a tím i měření velikosti elektrického odporu. Pak se ke změně může být aplikována pro stanovení hodnoty neznámého zatížení a deformace je úměrná.

V závislosti na typu snímače může být měřena:

• energie;
• tlak;
• posunutí;
• momentu;
• akcelerace.

Dokonce i nejnáročnější obvodů loading účinky na tenzometru se redukuje na tahu nebo v tlaku podél své mřížky dlouhý úsek, který se nazývá báze.

Co bývalo tenzometrů

Mezi nejčastější typy tenzometrů se změnou odporu při mechanickém zatížení - tenzometry.

tenzometry

Nejjednodušším příkladem je úsečka z tenkého drátu, který je upevněn na podrobnosti studií. Jeho odpor R = pL / s, kde p - měrný odpor, L - délka, s - průřez.

U lepeného dílu je pružně deformován drát. Ve stejné době se změnily jeho geometrické rozměry. Při stlačení průřez zvyšuje vodičů, a v tahu - klesá. Z tohoto důvodu, je změna odporu se mění znaménko v závislosti na směru deformace. Charakteristický je lineární.

Nízká citlivost Gage vedl k potřebě zvýšit délku drátu v malém prostoru měření. K tomu, že je připraven ve formě spirály (mřížky) drátu, nalepeným na obou stranách izolační desky laku fólie nebo papíru. Pro připojení na elektrickou okruhem je opatřena dvěma koncovými mědi vodičů. Ty jsou přivařeny nebo připájeny na koncích spirálou a dostatečně silné pro připojení k elektrickému obvodu. Tenzometr připevněn k pružným členem, nebo zkoumané části za použití lepidla.

Tenzometry mají následující výhody:

• jednoduchá konstrukce;
• lineární závislost deformace;
• malé rozměry;
• malá cena.

K nevýhodám patří nízká citlivost, vliv teplota prostředí, nutnost ochrany proti vlhkosti, použít pouze v oblasti pružné deformace.

Drát bude deformován, když je síla přilnavosti lepidlo to daleko převyšuje úsilí potřebné pro jeho rozšíření. Poměr povrchové vazby k průřezové plochy by měly být 160 až 200, což odpovídá jeho průměru 0,02-0,025 mm. To nechá zvýšit na 0,05 mm. Pak se během normálního provozu tenzometr vrstvy lepidla je zničena. Kromě toho je snímač pracuje dobře pro kompresi, protože vlákna drátu integrálních s lepicí fólií a obrobkem.

fólie tenzometry

Parametry a provoz fólie tenzometru jsou stejné jako u drátu. Pouze materiál je fólie z nichrom, konstantanu nebo titanu a hliníku. výrobní fotolitografie technologie umožňuje získat komplexní nastavení mřížky a automatizaci procesu.

Ve srovnání s drátem, fólie tenzometry citlivější, větší proud prochází lépe přenášejí deformaci mít odolnější a tvrdší závěry kreslení.

polovodičové tenzometry

Citlivost snímače je přibližně 100krát vyšší, než je drát, který umožňuje často je aplikovat bez zesilovačů. Nevýhodou je křehkost, velká závislost na teplotě okolního prostředí a značnou parametry rozptylu.

charakteristiky tenzometrů

1. Základna - mříž délka vodiče (0,2-150 mm).
2. Standardní odpor R - hodnota odporu (ohm 10 - 1000).
3. Pracovní napájecí proud I _p - proud, při kterém měřidlo není znatelně zahřívá. V případě přehřátí změnit vlastnosti senzoru látek, bázi a lepivou vrstvou, že důkazy.
4. měřidlo faktor: S = (AR / R) / (AL / L), kde R a L - respektive elektrický odpor a délka nezatíženého sondy; AR a DL - odolnost vůči změnám a deformaci vnější silou. U různých materiálů, může být pozitivní (R zvyšuje pevnost v tahu) a negativní (zvýšení R v tlaku). Hodnota y různých kovů se pohybuje v rozmezí od -12.6 do +6.

Schéma obsahující tenzometry

Pro měření malých elektrických signálů nejlepší možností je zahrnutí mostu, jehož střed je voltmetr. Nejjednodušším příkladem je tenzometr, který obvod je sestavena na principu elektrického můstku, který je připojen v jednom rameni. Jeho odpor v nezatíženém stavu je stejná jako u jiných odporů. V tomto případě bude přístroj vykazovat nulové napětí. Princip fungování tenzometru je pro zvýšení nebo snížení velikosti jeho odolnost v závislosti na donutí stlačený nebo natažené.

Přesnost čtení je významně ovlivněna teplotou Gage. V případě, že druhé rameno mostu zahrnout podobný tenzosoprotivlenie, která nebude načten, bude vykonávat funkci vyrovnání v teplotním extrémům.

Měřicí obvod musí také brát v úvahu hodnoty elektrického odporu vodičů připojených k odporu. Jejich vliv se sníží přidáním dalšího vodiče se připojí ke závěr tenzometru a voltmetrem.

Pokud je pružný prvek držet dva snímače tak, aby jejich zatížení se liší znaménkem, signál zvýší 2 krát. Pokud existují čtyři čidla v okruhu se zátěží, označených šipkami na schématu výše, citlivost výrazně zvyšuje. Při připojování dráty nebo fólie tenzometry běžné ampérmetr bude svědčit bez zesilovače elektrických signálů. Je důležité, aby přesně zvolte hodnotu odporů s multimetru tak, aby byly navzájem rovné v každém rameni elektrického můstku.

Aplikace tenzometrů v oboru

1. Součástí struktury bilance: tělo snímače vážení je pružně deformován, a spolu s ní i tenzometry vložit do něj připojen do obvodu. Elektrický signál je přenášen na měřicí přístroj.
2. Monitorování deformační stavu konstrukcí a inženýrských staveb při jejich výstavbě a provozu.
3. Tenzometrická měření deformační síly při tváření na válcovací stolice a razicí lisy.
4. Vysokoteplotní senzory pro hutní a jiných podniků.
5. Měřicí snímač s pružným členem z nerezové oceli pro použití v chemicky agresivním prostředí.

Standardní tenzometry provedené ve tvaru podložek, řetězce, nebo prosté nosníky dvoustranné, S-tvar. U všech provedení je důležité, že síla byla použita v jednom směru: od shora dolů nebo naopak. V náročných provozních podmínkách, speciální provedení, aby bylo možné eliminovat vliv parazitních sil. Z toho do značné míry záviset na jejich cen.

Na tenzometrů cena pohybuje od stovek do statisíců rublů. Velmi záleží na výrobci, design, materiály, výrobní techniky, hodnoty měřených parametrů, další elektronická zařízení. Z větší části, které jsou součástí bilance různých typů.

závěr

Princip fungování všech buněk zatížení je založen na transformaci deformace pružného členu na elektrický signál. Pro různé účely má svůj vlastní senzor. Jsou-li tenzometry vybrány, je důležité stanovit, zda je kompenzační systémy narušovat měření teploty a mechanických parazitních efektů.