Сензори за измерване на напрежението: описание, инструкции за употреба, спецификации и прегледи

Тенмометрите са устройства, които преобразуват измереното еластична деформация

Сензор за измерване на напрежението: принцип на работа

Основният елемент на устройството е уредът за щам, фиксиран към еластична структура. Натоварващите клетки са калибрирани, постепенно натоварени с определена нарастваща сила и измерват стойността електрическо съпротивление. Тогава чрез промяната му ще бъде възможно да се определят стойностите на приложеното неизвестно натоварване и деформацията пропорционална на него.

В зависимост от типа сензори можете да измервате:

• мощност;
• налягане;
• разместване;
• въртящия момент;
• ускорение.

Дори при най-сложната структура на натоварване на структурата, действието върху дебелината се намалява до опъване или компресиране на решетката по дължината на дълъг участък, наречен основата.

Какви са използваните уреди за измерване на напрежението?

Най-често срещаните типове уреди за измерване на тежестта с промяна активно съпротивление при механично въздействие - уреди за измерване на напрежението.

Калибровъчни манометри

Най-простият пример е прав участък от тънка тел, който е прикрепен към разглежданата част. Неговото съпротивление е: r = pL / s, където p е съпротивлението, L е дължината и s е напречното сечение.

Залепената тел е деформирана еластично заедно с детайла. Това променя геометричните си размери. По време на компресията напречното сечение на проводника се увеличава, а когато се опъне, намалява. Следователно промяната в съпротивлението се променя в зависимост от посоката на деформация. Характеристиката е линейна.

Ниската чувствителност на уреда за напрежение доведе до необходимостта от увеличаване на дължината на проводника в малка измервателна секция. За да направите това, той е направен под формата на спирала (решетка), изработена от тел, залепена от двете страни с плочи от изолация от филм от лак или хартия. За свързване към електрическа верига устройството е оборудвано с два медни проводника. Те са заварени или запоени до краищата на телена спирала и достатъчно силни, за да се свържат към електрическата верига. Устройството за щам е прикрепено към еластичния елемент или към изпитваната част с помощта на лепило.

Теломерите на проводниците имат следните предимства:

• простота на дизайна;
• линейна зависимост от деформация;
• малък размер;
• ниска цена.

Недостатъците включват ниска чувствителност, влияние на температурата на околната среда, необходимостта от защита от влага и приложение само в областта на еластичните деформации.

Телта ще се деформира, ако силата на свързване на лепилото е много по-голяма от силата, необходима за разтягане. Съотношението на свързващата повърхност към площта на напречното сечение трябва да бъде 160 до 200, което съответства на нейния диаметър от 0.02-0.025 mm. Възможно е да се увеличи до 0,05 мм. След това, по време на нормална работа на уреда за щам, адхезивният слой не се срутва. В допълнение, сензорът работи добре за компресиране, тъй като жичните нишки са едно с адхезивния филм и частта.

Тензомери от фолио

Параметрите и принципът на действие на измервателния уред на фолиото са същите като тези на проводниците. Само материалът е фолио от нихром, константен или титан-алуминий. Технологията на фотолитографията дава възможност за получаване на сложна конфигурация от решетки и автоматизиране на процеса.

В сравнение с тел, фолио тензодатчици по-чувствителни, по-актуална е преминал по-добре предава деформацията да има по-трайни и по-трудно да се направят изводи.

Полупроводникови манометри

Чувствителността на сензорите е около 100 пъти по-висока от скоростта на проводника, което често прави възможно използването им без усилватели. Недостатъците са крехкостта, голямата зависимост от температурата на околната среда и широк диапазон от параметри.

Характеристики на напрежението

1. Основа - дължината на проводника на решетката (0,2-150 mm).
2. Номиналното съпротивление R е стойността на активното съпротивление (10-1000 Ohm).
3. Работен ток I_р - тока, при който напрежението на натоварването не се загрява значително. В случай на прегряване, свойствата на материалите от чувствителния елемент, субстрата и адхезивния слой, които изкривяват показанията, се променят.
4. фактор габарит: S = (ΔR / R) / (ΔL / L), където R и L - съответно електрическото съпротивление и дължина на разтоварен sensor- ΔR и ΔL - промяна на резистентност и деформация чрез външна сила. За различните материали той може да бъде положителен (R нараства с разтягане) и отрицателен (R нараства с компресия). Стойността на s за различни метали варира от -12,6 до +6.

Схеми за включване на уредите за измерване на теглото

За измерване на малки електрически сигнали, най-добрият вариант е мостов превключвател, в центъра на който е волтметър. Най-простият пример е датчикът за напрежение, чиято верига се монтира на принципа на електрическия мост, към който е свързан един от рамената. Неговата съпротива в състояние на разтоварване ще бъде същата като за останалите резистори. В този случай уредът ще покаже нулево напрежение.Принципът на тензометричния датчик е да се увеличи или намали стойността на неговата устойчивост в зависимост от това дали силата е натискаща или опъваща.

Точността на показанията е значително повлияна от температурата на измервателния удар. Ако подобен тензор е включен в другото рамо на моста, който няма да бъде натоварен, той ще изпълнява функцията за компенсиране на топлинните ефекти.

В измервателната верига също трябва да се вземат предвид електрическите съпротивления на проводниците, свързани към резистора. Тяхното влияние се намалява, като се добави още един проводник, свързан към някакво олово от напрежението и волтметъра.

Ако двата елемента са залепени към еластичния елемент по такъв начин, че техните натоварвания се различават в знака, сигналът ще се увеличи с коефициент 2. Ако има четири сензора в схемата с товарите, посочени в диаграмата по-горе със стрелки, чувствителността ще се увеличи значително. С тази връзка от кабелни или фолийни дебеломери един обикновен микроамперт ще даде индикация без усилвател на електрически сигнали. Важно е точното съответствие на стойностите на съпротивлението с мултицет, така че те да са еднакви във всяко рамо на електрическия мост.

Използването на тензометри в технологията

1. Част от дизайна на баланса: по време на претеглянето тялото на датчика е еластично деформирано и заедно с него са прикрепени към него уредите за измерване на напрежението. Електрическият сигнал се предава на измервателен уред.
2. Мониторинг на състоянието на напрежение и напрежение на строителните конструкции и инженерните съоръжения в процеса на тяхното изграждане и експлоатация.
3. Дебеломери за измерване на напрежението при метално формоване на валцови мелници и преси за щамповане.
4. Високотемпературни сензори за металургични и други предприятия.
5. Измервателни сензори с еластичен елемент от неръждаема стомана за работа в химически агресивна среда.

Стандартните денатури се произвеждат под формата на шайби, колони, прости или двустранни греди, S-образни. За всички проекти е важно силата да се приложи в една посока: отгоре надолу или обратно. При тежки условия на работа, специалните конструкции правят възможно елиминирането на ефекта от паразитните сили. Това до голяма степен зависи от техните цени.

На тежестта на измерванията цената е от стотици рубли до стотици хиляди. Много зависи от производителя, дизайна, материалите, технологията на производство, стойностите на измерените параметри, допълнителното електронно оборудване. В по-голямата си част те са съставни части от различни видове мащаби.

заключение

Принципът на действие на всички дебеломери се основава на трансформацията на деформацията на еластичен елемент в електрически сигнал. За различни цели има различен дизайн на сензорите. Когато се избират напрежение, важно е да се определи дали има компенсация в схемите за изкривяване на температурните и паразитни механични влияния.