celule de sarcină - transductori de tensiune, o revistă on-line electrician

Traductor Strain - convertor parametric rezistiv care transformă o deformare a corpului rigid cauzata de incorporare stresul mecanic într-un semnal electronic.

Transductorul rezistiv este o bază cu un element sensibil fixat pe ea. Principiul măsurării tulpinii folosind traductorul Transductorul este că pentru tulpina gage schimbă rezistență. configurație Efect conductor Rezistivitatea fier sub compresiune hidrostatică (presiune hidrostatică) a fost găsit în 1856 de către Lord Kelvin și 1881 godu O.D.Hvolsonom.

In prezent transductor forma sa tulpina este conceput ca un element senzor care este tulpina gage realizată dintr-un material de detectare tulpina (sârmă, folie etc.), fixat prin intermediul lipire (adeziv, ciment), în părțile studiate (Schița 1). Pentru a atașa senzorul la circuitul electronic din transductoarele sunt conductori terminali. Unele proiectare pentru instalarea ușoară a tensometrelor au substrat dispus între senzor și partea investigată, ca element protector dispus deasupra elementului de detectare.

tenzopreobrazovatel Schița Schema 1: 1- element sensibil; legarea 2-; substrat 3-; 4- element investigat; 5- element de protecție; asamblare 6- lipire (sudare); 7- conductori terminale

Cu toată abundența de probleme rezolvate cu ajutorul traductoarelor tensometrice pot fi împărțite în două domenii principale de utilizare:

- cercetarea în parametrii fizici ai materialelor, tulpini și tensiuni în unele părți și structuri;

- aplicarea de celule de sarcină de măsurare a mărimilor mecanice pot fi transformate în deformarea elementului elastic.

Pentru prima opțiune este de obicei un număr substanțial de puncte de măsurare sușă, largi caracteristicile de configurare spectre ale mediului, incapacitatea de a calibra canalele de măsurare. În acest caz, eroarea de măsurare este de 2-10%.

In senzorii de caz a 2 sunt calibrate de erori de valoare și de măsurare măsurate se află în intervalul 0,5-0,05%.

Un exemplu mai frapant al utilizării transductoarele sunt scale. Transductoarele de moment sunt echipate cu solzi majoritatea română și a producătorilor străini de solzi. Gradația pe celule de sarcină sunt utilizate în diferite ramuri ale industriei: metalurgie feroase și neferoase, chimice, construcții, industria alimentară și altele.

Principiu actioneaza in greutate echilibru electric este redus la măsurarea forței exercitate asupra celulei de sarcină, înseamnă configurații de transformare care rezultă, de exemplu deformarea, într-o ieșire proporțională semnal electronic.

transductoarele de larg raspandita explicat printr-un număr de doschtoinstv:

- dimensiuni mici și greutate;

- low-inerție, ceea ce permite utilizarea de celule de sarcină, atât în ​​statice și în măsurătorile dinamice;

- posedă o caracteristică liniară;

- să permită la distanță și în aproape toate punctele de a lua măsurători;

- metoda de instalare a acestora pe elementul investigate solicită dispozitive complicate și să nu denatureze câmp sușă detaliile de studiu.

dezavantaj lor, care constă în sensibilitatea de temperatură, poate fi aproape întotdeauna compensate.

Tipuri de convertoare și caracteristicile lor de proiectare

In bazat efect tulpina tensoconverters de operare este un fenomen care constă într-o schimbare de conductoare de rezistență la deformarea mecanică a acestora. Caracteristică este un material efect sușă factor gage relativ K este definit ca raportul dintre rezistența configurației pentru a modifica lungimea conductorului:

unde er = dr / r - modificarea relativă a rezistenței conductorului; el = dl / l - modificarea relativă în lungime a conductorului.

Când rigid schimbarea deformarea caroseriei, a lungimii lor datorită configurației volumului de plus, și caracteristicile acestora sunt schimbate, și anume, valoarea rezistivității. Deoarece valoarea factorului gage ar trebui, în general, să fie exprimate ca

Aici valoarea (1 + 2 # 956; ) Caracterizează modificarea rezistenței asociate cu configurația dimensiunilor geometrice () conductor lungime și secțiune transversală, și - pentru a schimba rezistivitatea materialului asociat cu configurația parametrilor săi fizici.

Dacă este aplicată în materialele semiconductoare fabricarea tenzopreobrazovatel, sensibilitatea este definită în configurația principală a parametrului de rețea al materialului sub deformare și K »m și poate varia pentru diferite materiale de la 40 la 200.

Toate convertoare disponibile pot fi împărțite în trei tipuri principale:

Wire Tehnica de măsurare Transductorul cantitățile utilizate pe neelectrice două fronturi.

Prima direcție - introducerea efectului tulpina conductor într-o stare a unui raport de compresie mare atunci când valoarea de intrare a transmițătorului natural este gaz sau apă înconjurător sub presiune. În acest caz, convertorul este o bobină de sârmă (de obicei manganin) plasate într-o regiune a presiunii măsurate (apă sau gaz). Valoarea de ieșire a convertorului este de a schimba rezistenta.

A doua tendință - pentru tenzoefffekta introducere întinsă sârmă Material tulpină-detectare. Cu toate acestea tenzopreobrazoateli utilizate sub formă de „liber“, și convertoare sub formă de lipire.

tenzopreobrazovatel „Free“ produs sub forma unuia sau mai multor fire fixate la capetele între părțile mobile și imobile, și de obicei efectua doar o parte a elementului elastic. Cantitatea de intrare naturale, cum ar convertoare este foarte puțină mișcare a elementului mobil.

Aparatură mai multe vserasprostranennogo Bonded sârmă tulpină tip ecartament este prezentat în figura 2. La banda îngustă de hârtie lipite sau peliculă de lac pus diametrul firului meandru îngust de 0.02-0.05 mm. La capetele firului sunt atașate conductoare de cupru excretorii. convertor de top acoperite de un strat de lac, și, uneori, sigilate cu hârtie sau simțit.

Senzorul este de obicei setat astfel încât acesta din partea mai lunguieț a avut ca scop în direcția forței măsurate. O astfel de traductor fiind aderat la piesa de testare, primește deformarea stratului de suprafață. Astfel makarom naturale Cantitatea de intrare traductor Bonded este deformarea stratului de suprafață al elementelor pe care este lipit și rezistența invertor vyhodnoy- schimbare proporțională cu această deformare. Senzorii de obicei atașat sunt utilizate mult mai des nenakleivaemyh.

Schița 2- blocat tenzopreobrazovatel sârmă: 1- sârmă tensometric; lipici sau ciment 2-; celofan 3- sau substrat carton; 4- conductori terminale

Măsurarea traductor este lungimea de bază a părții ocupate de sârmă. Cel mai des folosit cu convertoare baze de 5 - 20 mm, care posedă o rezistență de 30 - 500 ohmi.

În afară de mai multe construcții bucla vserasprostranennoy de transductoarele de sârmă, există și altele. Ca reducerea necesară convertor bazei de măsurare (3 - 1 mm), este metoda vitkovoy care constă în fabricarea unei mandrine de secțiune transversală circulară a tubului din hârtie îngustă namatyaetsya sârmă gage helix. Apoi tubul este lipit, este îndepărtată de pe mandrina, aplatizate și atașat la capetele terminale de sârmă.

Când trebuie să scape de lanțul cu tezopreobrazovatelem curent ridicat, de multe ori folosesc „masiv“ tenzopreobrazovatel sârmă. Ele sunt compuse dintr-un număr enorm (până la 30 - 50) conectate în fire paralele bolshennymi diferite dimensiuni (lungime de bază 150-200 mm) și lăsate să incrementeze transmise în mod substanțial prin curentul convertor (schița 3).

Schița 3 - A scăzut ( "puternic") sârmă tenzopreobrazovatel: 1- sârmă tensometric; lipici sau ciment 2-; celofan 3- sau substrat carton; conductor 4- terminale

Senzorii fir au conexiune suprafață redusă cu stadiul tehnicii (de bază), care reduce scurgerea de curent la temperaturi ridicate și asigură o mai mare izolare între senzorul de tensiune și de prototip.

transductoarele Foiță sunt transductoarele mai populare versiune este lipita. convertoarele din folie reprezintă o folie de bandă lățime de 4 până la 12 microni, în care partea din metal selectat makarom gravură, astfel încât formele de restul prezentate în Figura 4 cu grila pini.

La fabricarea unui astfel de zăbrele poate fi prevăzut cu cel puțin o schiță a unei zăbrele, care este un avantaj semnificativ al tensoconverters folie. Figura 4a prezintă aspectul traductorului folie proiectat să măsoare stări de stres liniare în Fig. 4, în - folie transductor lipite pe arbore pentru măsurarea cuplului, ca în figura 4, b - blocat pe membrana.

Schița 4 - Foil Converters: 1- balama de montare; 2- bobine sensibile la eforturile de tracțiune ale membranei; 3- bobine sunt sensibile la membrană eforturi de compresiune

Severe convertoarele folie avantaj este capacitatea de a mări secțiunea transversală a capetelor traductorului; sudură (sau lipire) concluzii pot, în acest caz, efectuați o substanțial mai fiabile decât în ​​convertoarele firului.

tensometrelor Foil comparativ cu sârmă au o suprafață mai mare a elementului sensibil la aria secțiunii transversale (sensibilitate) și mai critică cu temperaturile măsurate și sarcinile lungi. suprafață mare și o mică secțiune transversală oferă, de asemenea, bun contact termic cu senzor prototip care reduce auto-încălzire a senzorului.

Pentru producerea tensoconverters folie utilizată același metal ca și pentru senzorii de sârmă (constantan, nicrom, aliaj de nichel-fier, etc.) sunt de asemenea folosite alături de alte materiale, de exemplu aliaj titanoalyuminievy 48T-2, capabile să măsoare sușei la 12%, ca un număr de materiale semiconductoare.

In ultimii ani, o metodă de producție în masă a următoarei tenzosoprotivleny lipit, care cuprinde o sublimare în vid a următorului material tulpina dinamometric și condensa-l pe substrat, este pulverizat direct pe element. O astfel de tenzopreobrazovatel a primit titlul filmului. Shallow astfel tensoconverters grosime (15-30 microni) conferă un avantaj semnificativ atunci când măsurătorile de deformare în condiții dinamice, în intervalul de temperatură ridicată în cazul în care măsurătorile de deformare sunt zone dedicate de cercetare.

Un număr de tensoconverters de film bazat pe bismut, titan, siliciu sau germaniu este produsă într-o singură bandă conductoare (5 o schiță). Aceste convertoare nu au defecte, care constă în reducerea sensibilității relative a traductorului, comparativ cu sensibilitatea materialului din care traductorul.

Schița 5- tenzopreobrazovtel Film 1- gage Film; 2- film de lac; conductor 3- terminale

Factor traductor Tulpina format pe pelicula de bază de fier este 2 - 4, iar rezistența variază în intervalul de la 100 la 1000 ohmi. Traductoare filme realizate din materiale semiconductoare pe bază sunt de ordinul a 50-200 coeficient, și pentru că ele sunt mai sensibile la tensiunea aplicată. Cu toate acestea, nu este nevoie de a utiliza circuitul de amplificare, deoarece tensiunea de ieșire a punții Transductorul semiconductor este de aproximativ 1 V.

Din păcate, rezistența convertorului semiconductor variază în funcție de tensiunea aplicată și este substanțial non-linear în toată gama de tensiuni, de asemenea, este foarte în funcție de temperatura. Deci Makar, chiar și atunci când se ocupă cu tensometrice bazat pe puterea necesară de film de fier, este foarte mare liniaritate și efectul temperaturii poate fi pur și simplu compensate.