U raznim modernim sferama ljudske aktivnosti postoji potreba za kontrolom različitih struktura mjerenjem parametara i trenutnog stanja ovog elementa. Senzori mjerača naprezanja su nezamjenjivi pomoćnici u ovom pitanju.
Vodeće tehnologije sve više koriste elektroničke mjerače naprezanja, među kojima se najviše koriste modeli uređaja otpornih na naprezanje. Elementi mjerača naprezanja mogu mjeriti težinu, silu, pritisak, kretanje itd.
Mjerači naprezanja se naširoko koriste za vage, industrijske strojeve, razne motore, koriste se u građevinskoj industriji i mnogim drugim područjima.
Vrste senzora
U raznim industrijama koristi se veliki izbor pretvornika za mjerenje naprezanja. Postoje sljedeće vrste uređaja:
- alati za mjerenje sile - senzori skeniraju promjene u parametrima sile i opterećenja;
- uređaji za mjerenje projekcije ubrzanja - akcelerometri;
- mjerno sredstvo za premještanje ispitnih materijala;
- manometarski tlačni uređaji – karakterizirani kontrolom parametara tlaka različitih elemenata u različitimokruženja;
- pretvornici zakretnog momenta.
Za vage, mjerne ćelije su najtipičniji strukturni element. Ovisno o primjeni strukture površine za primanje tereta, koriste se sljedeće vrste senzora:
- uređaji tipa konzole;
- mjerni instrumenti u obliku latiničnog slova S;
- teretne ćelije u obliku paka;
- Mjerni uređaji koji nejasno podsjećaju na oblik bačve.
Postoji klasifikacija mjernih mjerača naprezanja, ovisno o značajkama dizajna - element osjetljivosti. Izvorni materijal definira sljedeće modele:
- žica - stvorena u obliku žice, materijal je dvokomponentni nihrom, elementarni spoj fechral, termostabilna legura konstantan;
- mjerači naprezanja folije - koristite tanke trake folije;
- poluvodički senzori - izrađeni od kemijskih elemenata kao što su silicij, galij, germanij.
Načelo rada
Princip uređaja temelji se na tenzorskom efektu. Njegova je suština u promjeni radnog otpora poluvodljivih elemenata tijekom njihovog zatezanja ili kompresije - mehaničke deformacije.
Mjerači naprezanja su konstruktivni set mjerača naprezanja, koji ima komunikacijsku točku na ploči. Potonji je povezan s materijalom za mjerenje. Funkcionalni dijagram radamjerač naprezanja je da postoji utjecaj na element osjetljivosti. Uređaj je spojen na izvor napajanja pomoću električnih utičnica koje su u kontaktu s osjetljivom pločom.
Kontaktne točke karakterizira prisutnost konstantnog napona. Merna ćelija preuzima dio kroz posebnu podlogu. Masa materijala prekida strujni krug zbog deformacijskih izobličenja. Rezultirajući proces se pretvara u signal električne struje.
Senzor tlaka manometra se često koristi s AC mjeračima naprezanja. U ovom sustavu vrši se amplitudska modulacija napona, koja se dovodi izravno do senzora pretvarača.
Uređaj za punjenje
Instrument za mjerenje naprezanja sastoji se od:
- elastični element;
- mjerač naprezanja;
- futrola za uređaj;
- zapečaćeni konektor.
Pod elastičnim elementom podrazumijeva se tijelo koje preuzima opterećenje. Uglavnom se izrađuje od posebnih vrsta čelika koji su prethodno termički obrađeni. To utječe na dobivanje stabilnih očitanja. Proizvodni oblik predstavljen je u obliku šipke, prstena ili konzole. Struktura šipki je traženija i raširenija.
Mjerač naprezanja je sklop otpornika od žice ili folije koji je zalijepljen na šipku. Ovaj dio senzora mjerača deformacije mijenja svoj otpor u odnosu na deformaciju šipke, a izobličenje deformacije je, zauzvrat, proporcionalnoučitaj.
Tijelo mjernog uređaja štiti unutarnju strukturu od svih vrsta mehaničkih oštećenja, uključujući negativne učinke okoliša. Kućište je u skladu s međunarodnim standardom i ima različite oblike.
Hermetički zatvoreni konektor potreban je za komunikaciju senzora s dodatnom opremom (vagama, pojačalima, itd.) putem kabela. Postoje različite sheme povezivanja. Dizajnerske značajke nekih mjernih ćelija omogućuju zamjenu kabela.
Senzori za mjerenje sile
Senzori sile naprezanja imaju još jedno uobičajeno ime - dinamometri. Ovi mjerni instrumenti sastavni su dio opreme za vaganje. Njihove potrebe teško se mogu precijeniti, jer funkcioniraju u svim automatiziranim tehnološkim sustavima bilo koje proizvodnje. Korišteni su u poljoprivredi, medicini, metalurgiji, automobilskoj industriji, itd.
U ovoj metodi mjerenja dolazi do mnogih manipulacija, te se u skladu s tim razlikuje nekoliko tipova mjernih ćelija:
- taktilno - podijeljeno na pretvarače napora, klizanja i dodira;
- otporni - koristite mjerač naprezanja i imajte linearni izlazni signal;
- piezorezonantni - karakterizira izravni i obrnuti učinak, koji pruža poseban senzor - rezonator;
- piezoelektrični - otporan na temperaturu okoline, visoke čvrstoće, koristi izravni piezo efekt;
- magnetski –operirati na fenomenu magnetostrikcije, koja mijenja geometriju dimenzija u magnetskom području;
- kapacitivni - mjerni instrumenti parametarskog tipa, koji su kondenzator.
Senzori za mjerenje težine
Čelije za naprezanje sastoje se od tri elementa:
- Mjerač naprezanja.
- Savijanje grede.
- Kabel.
Senzori se koriste u industrijskoj i osobnoj opremi za vaganje. Ovi mjerni instrumenti su popularniji u proizvodnim područjima i imaju sljedeće vrste:
- konzolni uređaji - gredice od aluminija ili čelika. Čelik se može izraditi u obliku bačve ili podloške, ima visoku nepropusnost;
- uređaji za grede - mjerenje opterećenja na konstrukcijama platforme i mosta.
Prednosti mjernih ćelija
Oni su:
- Visoko precizna mjerenja parametara.
- Ne dopuštajte iskrivljavanje informacija.
- Kompatibilno s mjerenjima napona.
- Kompaktne ukupne dimenzije.
Nedostatak se može smatrati gubitkom osjetljivosti funkcionalnih elemenata tijekom kritičnih temperaturnih promjena.
