Щам измерване резистивен preobrazovatel- параметри преобразувател, който преобразува твърдо тяло деформация причинена от обхващащия механичното напрежение в електрически сигнал.
Резистивни габарит щам е база с чувствителен елемент фиксиран върху него. Измервателната принцип напрежението чрез датчик щам габарит е, че за щам Gage променя съпротива. Ефектът от промяната на съпротивлението на металната жица под хидростатично компресия (хидростатично налягане) е била открита през 1856 г. от лорд Келвин и 1881 godu O.D.Hvolsonom.
В този си вид щам преобразувател е проектиран като сензорен елемент щам Gage, който е направен от материал, щам-наблюдение (тел, ленти и т.н.), определени от свързващо вещество (лепило, цимент) на изследваните елементи (Фигура 1). За закрепване на чувствителен елемент на електрическата верига в крайните проводници са тензорезистори. Някои проекти за инсталирането на тензодатчици имат удобство субстрат, разположен между сензора и изследвани страна, и защитен елемент, разположен върху чувствителния елемент.
Фигура 1 Диаграма tenzopreobrazovatel: 1- чувствителен елемент; 2- свързващо вещество; 3- субстрат; 4- изследва т; 5- защитен елемент; 6- спояване монтаж (заваряване); 7- терминални проводници
С цялото разнообразие от проблеми, които могат да бъдат решени с помощта на преобразуватели щам габарит може да бъде разделен на две основни области на приложение:
- изследване на физичните свойства на материалите, щамове и напрежения в части и структури;
- прилагане на товарни клетки за измерване на механични величини могат да се трансформират в деформация на еластичния елемент.
За първия случай на значителен брой характерни точки на измерване щам, широк диапазон на параметрите на околната среда, както и невъзможността за калибриране на измервателните канали. В този случай, грешка в измерването е 2-10%.
Във втория случай, сензорите са калибрирани на измерената стойност и измервателните грешки са в диапазона 0,5-0,05%.
Най-ярък пример за използването на тензодатчици са люспи. Тензодатчици са оборудвани с везни-голямата част от руски и чуждестранни производители на везни. Везни от натоварването клетки се използват в различни индустрии: черната и цветната металургия, химическа, строителни, хранителни и други индустрии.
Принципът на работа на електронна везна се редуцира до измерване на силата на тежестта в качеството на динамометричния датчик, чрез превръщане на възникващите промени, като деформацията в пропорционален изход електрически сигнал.
Широко разпространени клетки натоварване поради редица doschtoinstv:
- малки размери и тегло;
- Нискоинерционния, която позволява да се прилагат тензодатчици както в статични и динамични в измерванията;
- има линейна характеристика;
- позволи дистанционно и в много точки, които да извършат измервания;
- начин да ги инсталирате на изследван елемент изисква сложни устройства и не нарушава данните за полеви щам проучването.
Техният недостатък на температурата чувствителност, могат в повечето случаи да се компенсира.
Видове преобразуватели и техните характеристики на дизайна
Действието на tensoconverters щам ефект е явление се състои в промяна на съпротивлението проводници в тяхната механична деформация. Щам ефект е характеристика на материал относителна Gage фактор к определя като съотношението на промяна резистентност към промените дължината на проводника: к = ER / ел
Където: ъ = р / г - относителна промяна в съпротивлението на проводника; ел = дл / л - относителна промяна в дължината на проводника.
По време на деформация на твърди вещества се променят дължината си поради промяна на обема, в допълнение, да варира техните свойства, по-специално стойност на съпротивление. Следователно Gage фактор стойност обикновено се изразява като К = (1 + 2 # 956) + m.
Когато стойността на (1 + 2 # 956) представлява промяната на съпротивлението, свързани с промяна на геометричните размери (дължина и напречно сечение) проводник, и - за промяна на съпротивлението на материала, свързан с промяна в неговите физични свойства.
Ако се използва в полупроводникови материали производство tenzopreobrazovatel, чувствителността се определя главно от промяна в свойствата на мрежестата структура на материала по време на деформация, и К »м и може да варира за различните материали от 40 до 200. Всички съществуващи преобразуватели могат да бъдат разделени в три основни типа:
Тел тензодатчик техника измерване неелектрически количества се използват в две посоки.
Първата посока - използването на щам ефект на проводника в състояние на обемен компресия, когато естествената вход стойност конвертор е налягане околната газ или течност. В този случай преобразувателят е проводник намотка (обикновено Манганови), поставен в регион на измереното налягане (течност или газ). Стойността на продукцията на конвертора е да се промени неговата устойчивост.
Втората тенденция - използване tenzoefffekta опъната тел щам наблюдение материал. Така tenzopreobrazoateli използва под формата на "свободни", и конвертори под формата на поставяне.
"Свободен" tenzopreobrazovatel извършва като една или няколко от проводници фиксирани в краищата между неподвижните и подвижни части, и като правило, изпълнявайки едновременно ролята на еластичен елемент. Natural вход количество такива конвертори е много малък обем на подвижния елемент.
Устройство най-общ вид Bonded тел тензодатчик е показано на фигура 2. На лента от хартия или тънък филм лак е поставен посочено зигзаг фин диаметър тел от 0.02-0.05 mm. Към краищата на проводника са свързани отделителните медни проводници. Най преобразувател е покрита със слой от лак, а понякога и запечатани с хартия или филц.
Сензорът обикновено е настроен така, че най-дългата му страна е ориентирана в посока на измерената сила. Такъв датчик се спазват образеца, възприема деформация на повърхността слой. По този начин, природната количество вход е сондата деформация Залепените части повърхностен слой, към който е свързан, и vyhodnoy- резистентност инвертор промяна пропорционална на тази деформация. Обикновено, прикрепени сензори се използват много по-често nenakleivaemyh.
Фигура 2- остана тел tenzopreobrazovatel: 1- тел щам габарит; 2- лепило или цимент; 3- целофан или хартия субстрат; 4- терминални проводници
Измерване на датчиците е базовата дължина на частта заета от жицата. Най-често използваните предаватели с бази 5 - 20 mm, които имат резистентност от 30 - 500 ома. Също така най-често срещаната контур изграждане на тензодатчици тел, има и други. Ако е необходимо, за намаляване на измервателната база преобразувател на (3 - 1 mm), се произвежда метод vitkovoy който се състои в това кръгло напречно сечение на дорник тръба на хартия namatyaetsya Gage телена спирала. След това тръбата се залепва, се отстранява от дорника, сплескана и прикрепени към краищата на клемите на тел.
Кога трябва да получите от веригата с tezopreobrazovatelem висок ток, често се използва "мощен" тел tenzopreobrazovatel. Те се състоят от голям брой (30-50), свързан паралелно проводници са големи по размери (дължина на база 150-200 мм) и се оставя да се увеличи значително ток, протичащ през сондата (Фигура 3).
Фигура 3 А ниско ( "силен") тел tenzopreobrazovatel: 1- тел щам габарит; 2- лепило или цимент; 3- целофан или хартия субстрат; 4- терминал проводник
Тел сензори имат малка връзка с повърхността на пробата (база), което намалява изтичане на ток при високи температури и осигурява по-голяма изолация между датчика за напрежение и пробата.
Фолио тензодатчици са най-популярната версия е залепен тензодатчици. Фолио преобразуватели представляват лента с дебелина фолио от 4 до 12 микрона, в които част от метал ецване избрани, така че останалата част форми, показани на фигура 4 с щифт мрежа.
При производството на такива масив може да се предвиди всяка решетка модел, което е значително предимство tensoconverters фолио. Фигура 4а показва външния вид на фолио датчик за измерване на линейни стрес състояния на фиг. 4, в - фолио преобразувател остана на вала за измерване на въртящ момент, както на фигура 4, б - остана на мембраната.
Фигура 4- фолио конвертори: 1- шарнирен монтаж; 2- бобини чувствителни към усилията на опън мембрана; 3- намотки са чувствителни към натиск усилия мембрана
Основно предимство на преобразуватели фолио е възможността за увеличаване на напречното сечение на краищата на сондата; изводи за заваряване (или запояване) може в този случай да носят значително по-надеждни, отколкото в преобразувателите на жицата.
Фолио тензодатчици в сравнение с жицата има по-голямо съотношение на повърхност към чувствителен елемент напречното сечение на (чувствителност) и са по-стабилни при екстремни температури и дълги товари. голяма повърхностна площ и малко напречно сечение също осигурява добър термичен контакт с модел на сензор, който намалява самостоятелно отопление на сензора.
се използват същите метали за производство на фолийни tensoconverters като за сензори тел (константан, нихром, никел-желязна сплав, и т.н.), и да се прилага и други материали, като сплав titanoalyuminievy 48T-2, способни да измерват деформации 12 %, както и различни полупроводникови материали.
Свързани статии