Sensori pentru senzorii de presiune: descriere, instrucțiuni de utilizare, specificații și recenzii

Tensometrele sunt dispozitive care transformă deformarea elastică măsurată a unui solid într-un semnal electric. Acest lucru se datorează unei modificări a rezistenței conductorului senzorului atunci când dimensiunile sale geometrice se schimbă de la întindere sau compresiune.

Senzor senzor de presiune: principiu de funcționare

Elementul principal al dispozitivului este un indicator de rezistență fixat pe o structură elastică. Celulele de sarcină sunt calibrate, încărcate treptat cu o forță crescătoare dată și măsurând rezistența electrică. Apoi, prin schimbarea sa, se vor putea determina valorile sarcinii necunoscute aplicate și deformarea proporțională cu aceasta.

În funcție de tipul de senzori, puteți măsura:

• putere;
• presiune;
• deplasare;
• Momentul de răsucire;
• accelerație.

Chiar și cu cea mai complicată schemă de încărcare a structurii, acțiunea asupra tensiunii se reduce la întinderea sau comprimarea laturii sale de-a lungul unei secțiuni lungi numite bază.

Pentru ce sunt folosite tensiometrele?

Cele mai obișnuite tipuri de tensometre cu modificarea rezistenței active sub acțiunea mecanică sunt manometrele de tensiune.

Conductoare de tensiune

Cel mai simplu exemplu este o secțiune dreaptă a unui fir subțire, care este atașat la partea studiată. Rezistența sa este: r = pL / s, unde p este rezistivitatea, L este lungimea și s este aria secțiunii transversale.

Sârmă lipită este deformată elastic împreună cu piesa de prelucrat. Aceasta își schimbă dimensiunile geometrice. Când se comprimă, secțiunea transversală a conductorului crește, iar atunci când este întinsă, acesta scade. Prin urmare, schimbarea rezistenței schimbă semnul în funcție de direcția de deformare. Caracteristica este liniară.

Sensibilitatea scăzută a indicatorului de tensiune a dus la necesitatea de a mări lungimea firului într-o mică secțiune de măsurare. Pentru a face acest lucru, este realizat sub forma unei spirale (zăbrele) din sârmă, lipită pe ambele părți cu plăci de izolație dintr-un film de lac sau hârtie. Pentru conectarea la un circuit electric, dispozitivul este echipat cu două fire de cupru. Acestea sunt sudate sau lipite la capetele spiralei de sârmă și suficient de puternice pentru conectarea la circuitul electric. Ansamblul de rezistență este atașat la elementul elastic sau la partea care urmează a fi testată cu un adeziv.

Conductoarele de tensiune au următoarele avantaje:

• Simplitatea designului;
• Liniar dependență de deformare;
• Dimensiuni mici;
• Prețul scăzut.

Dezavantajele includ sensibilitatea scăzută, influența temperaturii mediului, nevoia de protecție împotriva umezelii și aplicarea numai în domeniul deformărilor elastice.

Firul se va deforma dacă rezistența de lipire a adezivului este mult mai mare decât forța necesară pentru al întinde. Raportul dintre suprafața de legătură și suprafața secțiunii transversale trebuie să fie între 160 și 200, ceea ce corespunde diametrului său de 0,02-0,025 mm. Este posibil să se mărească până la 0,05 mm. Apoi, în timpul funcționării normale a indicatorului de rezistență, stratul adeziv nu se prăbușește. În plus, senzorul funcționează bine pentru comprimare, deoarece firele sârmei sunt integrate cu folia adezivă și piesa.

Tensometre din folie

Parametrii și principiul de acțiune al dispozitivului de reglare a tensiunii de folie sunt aceiași cu cei ai sârmei. Numai materialul este o folie de nicrom, constantan sau titan-aluminiu. Tehnologia fotolitografiei face posibilă obținerea unei configurații complexe a rețelei și automatizarea procesului.

În comparație cu sârma, tensiunile foliei sunt mai sensibile, depășesc curentul, transmit deformările mai bune, au concluzii mai puternice și un desen mai complicat.

Semiconductoare

Sensibilitatea senzorilor este de aproximativ 100 de ori mai mare decât firul, ceea ce face adesea posibilă utilizarea acestora fără amplificatoare. Dezavantajele sunt fragilitatea, o mare dependență de temperatura ambiantă și o gamă largă de parametri.

Caracteristicile indicatorilor de rezistență

1. Baza - lungimea conductorului rețelei (0,2-150 mm).
2. Rezistența nominală R este valoarea rezistenței active (10-1000 Ohm).
3. Curentul de funcționare I _p este curentul la care indicatorul de tensiune nu este încălzit considerabil. În cazul supraîncălzirii, proprietățile materialelor elementului sensibil, substratului și stratului adeziv, care distorsionează citirile, se modifică.
4. Coeficientul de sensibilitate este: s = (ΔR / R) / (ΔL / L), unde R și L sunt rezistența electrică și, respectiv, lungimea senzorului descărcat; ΔR și ΔL - schimbarea rezistenței și deformării de forța exterioară. Pentru diferite materiale, poate fi pozitiv (R crește cu întindere) și negativ (R crește cu compresie). Valoarea lui s pentru diferite metale variază de la -12,6 până la +6.

Scheme de includere a manometrelor

Pentru a măsura semnalele electrice mici, cea mai bună opțiune este un comutator de pod, în centrul căruia este un voltmetru. Cel mai simplu exemplu este un senzor de rezistență, circuitul căruia este asamblat pe principiul unei punți electrice, la unul dintre umărul căruia este conectat. Rezistența sa într-o stare descărcată va fi aceeași ca și pentru restul rezistențelor. În acest caz, instrumentul va afișa zero tensiune. Principiul senzorului tensometric este creșterea sau scăderea valorii rezistenței sale, în funcție de compresia sau tracțiunea forței.

Precizia citirilor este afectată în mod semnificativ de temperatura dispozitivului de deplasare. Dacă includeți o rezistență similară la tensor în celălalt braț al podului, care nu va fi încărcată, acesta va îndeplini funcția de compensare a efectelor termice.

În circuitul de măsurare trebuie luate în considerare și rezistențele electrice ale firelor conectate la rezistor. Influența lor este redusă prin adăugarea a încă un fir conectat la orice conductor al tensiunii și un voltmetru.

Dacă cele două elemente sunt lipite pe elementul elastic astfel încât încărcăturile lor să difere în semn, semnalul va crește cu un factor de 2. Dacă există patru senzori în circuit cu sarcinile indicate în diagrama de mai sus cu săgeți, sensibilitatea va crește semnificativ. Cu această conexiune de măsurare a tensiunii de sârmă sau folie, un micamamer obișnuit va da o indicație fără un amplificator de semnale electrice. Este important să se potrivească cu precizie valorile rezistenței cu un multimetru, astfel încât să fie egale în fiecare braț al podului electric.

Utilizarea tensometrelor în tehnologie

1. O parte din proiectarea balanței: în timpul cântăririi, corpul senzorului este deformat elastic și, împreună cu acesta, senzorii de tensiune atașați acestuia sunt conectați la circuit. Semnalul electric este transmis către dispozitivul de măsurare.
2. Monitorizarea stresului-tulburări ale structurilor de construcție și ale structurilor inginerești în procesul de construcție și funcționare a acestora.
3. Tensometre pentru măsurarea forței de presiune în tratarea metalelor prin presiune în laminoare și prese de ștanțare.
4. Senzori de temperatură pentru metalurgică și alte întreprinderi.
5. Senzori de măsurare cu un element elastic din oțel inoxidabil pentru a lucra într-un mediu agresiv chimic.

Măsurătorile de măsură standard sunt realizate sub formă de șaibe, coloane, grinzi simple sau bilaterale, în formă de S. Pentru toate modelele, este important ca forța să fie aplicată într-o direcție: de sus în jos sau invers. În condiții de funcționare severe, modele speciale fac posibilă eliminarea efectului forțelor parazitare. Prețurile lor depind în mare măsură de acest lucru.

Pe măsurarea tensiunii, prețul este de la sute de ruble la sute de mii. Mult depinde de producător, proiectare, materiale, tehnologia de fabricație, valorile parametrilor măsurați, echipamente electronice suplimentare. În cea mai mare parte, acestea reprezintă părțile componente ale scalelor de diferite tipuri.

concluzie

Principiul de funcționare a tuturor tensometrelor se bazează pe transformarea deformării unui element elastic într-un semnal electric. În scopuri diferite, există diferite modele de senzori. Atunci când se selectează senzorii de tensiune, este important să se determine dacă există compensări în circuitele pentru citirile distorsionate ale temperaturii și ale influențelor mecanice parazitare.