Un traductor de tensometru este un traductor parametric rezistiv care transformă deformarea unui corp solid, cauzată de solicitarea mecanică aplicată, la un semnal electric.
Tensusul rezistiv este o bază cu un element sensibil atașat la acesta. Principiul de măsurare a deformațiilor prin intermediul unui traductor tensometric este acela că deformarea modifică rezistența tensiunii. Efectul modificării rezistivitatea a firului metalic sub presiune (presiune hidrostatică) hidrostatică a fost descoperit în 1856 de către Lordul 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.) fix cu un liant (clei, ciment) pentru elementele examinate (Figura 1). Pentru a conecta elementul de detectare la circuitul electric din tensiometru, există cabluri de plumb. Unele modele pentru instalarea tensometrelor au substrat conveniență dispus între senzor și partea investigată și un element protector dispus deasupra elementului de detectare.
Figura 1 Schema convertorului de tensori: elementul sensibil 1; 2-liant; Substrat 3; 4 - detaliile investigate; Element de protecție 5; 6 - unitate de lipit (sudare); Conductori cu 7 conductori
Pentru toate varietățile de probleme rezolvate cu ajutorul tensometrelor, se pot distinge două domenii principale ale utilizării lor:
- cercetarea proprietăților fizice ale materialelor, deformările și solicitările în detalii și desene;
- utilizarea măsurătorilor de tensiune pentru a măsura cantitățile mecanice care sunt transformate în deformarea unui element elastic.
Pentru primul caz, un număr semnificativ de puncte de măsurare a tensiunii, o gamă largă de parametri de mediu, precum și imposibilitatea calibrării canalelor de măsurare sunt caracteristice. În acest caz, eroarea de măsurare este de 2-10%.
În al doilea caz, senzorii sunt calibrați în raport cu valoarea măsurată, iar eroarea de măsurare se situează în intervalul 0,5-0,05%.
Cel mai frapant exemplu de utilizare a tensometrelor este o scară. Senzorii tensometrici sunt echipați cu cântare ale majorității producătorilor ruși și străini de cântare. Cântarele pe celulele de sarcină sunt utilizate în diferite industrii: industria metalurgică feroasă și neferoasă, industria chimică, construcții, industria alimentară și alte industrii.
Principiul funcționării cântarelor electronice este acela de a măsura forța de greutate care acționează asupra celulei de sarcină prin transformarea modificărilor rezultate, de exemplu deformarea, într-un semnal electric de ieșire proporțional.
Distribuția largă a măsurătorilor de tensiune se explică printr-o serie de pre-mortalități:
- dimensiuni mici și greutate;
- inerție redusă, care permite utilizarea tensometrelor atât în măsurători statice, cât și dinamice;
- posedă o caracteristică liniară;
- permite măsurători la distanță în multe puncte;
- Modul de instalare a acestora pe partea investigată nu necesită adaptări complexe și nu distorsionează câmpul de deformare al părții cercetate.
Dezavantajul lor, care constă în sensibilitatea la temperatură, poate fi în majoritatea cazurilor compensat.
Tipuri de traductoare și caracteristicile lor de proiectare
În centrul lucrării măsurătorilor de tensiune este fenomenul efectului de tensiune, care constă în schimbarea rezistenței active a conductorilor în timpul deformării lor mecanice. Caracteristica efectului de întindere al materialului este coeficientul de sensibilitate relativă a tensiunii K, definit ca raportul variației rezistenței la modificarea lungimii conductorului: k = er / el
Unde: er = dr / r este variația relativă a rezistenței conductorului; el = dl / l este schimbarea relativă a lungimii conductorului.
Odată cu deformarea solidelor, schimbarea lungimii lor este asociată cu o schimbare a volumului, în plus, proprietățile lor, în special valoarea rezistenței, se modifică de asemenea. Prin urmare, valoarea factorului de întindere-întindere în cazul general ar trebui să fie exprimată ca K = (1 + 2 # 956;) + m.
În cazul în care valoarea (1 + 2 # 956;) reprezintă schimbarea rezistența asociată cu o modificare a dimensiunilor geometrice ale conductorului (lungime și secțiune transversală) și - pentru a modifica rezistivitatea materialului asociat cu o modificare a proprietăților sale fizice.
Dacă este utilizat în materialele semiconductoare fabricarea tenzopreobrazovatel, sensibilitatea este determinată în principal de schimbarea proprietăților zabrele materialului în timpul deformării sale, iar K »m și poate varia pentru diferite materiale de la 40 la 200. Toate convertoarele existente pot fi împărțite în trei tipuri principale:
Aparatele de măsurare a tensiunii în tehnica de măsurare a cantităților neelectrice sunt utilizate în două direcții.
Prima direcție este folosirea efectului de întindere-întindere al unui conductor într-o stare de compresie volumetrică, atunci când valoarea naturală de intrare a convertizorului este presiunea gazului sau a lichidului înconjurător. În acest caz, convertizorul este o bobină de sârmă (de obicei mangană) plasată în zona presiunii măsurate (lichid sau gaz). Valoarea de ieșire a convertorului este modificarea rezistenței sale active.
Cea de-a doua direcție este utilizarea efectului tensoidal al unui fir de tracțiune realizat dintr-un material sensibil la tulpină. În acest caz, tensiometrele sunt utilizate sub formă de convertoare "libere" și sub formă de lipite.
„Free“ tenzopreobrazovatel realizat ca unul sau un număr de fire fixe la capetele între părțile fixe și mobile, precum și ca regulă, care desfășoară simultan rolul unui element elastic. Valoarea naturală de intrare a acestor traductoare este o deplasare foarte mică a părții în mișcare.
Aparatură cel mai frecvent tip tulpină sârmă Bonded ecartament este prezentat în figura 2. Pe o fâșie de hârtie sau un film subțire de lac este lipit zigzag diametrul firului fin pus de 0.02-0.05 mm. Conductorii din cupru sunt atașați la capetele firului. Deasupra convertorului este acoperit cu un strat de lac și, uneori, este sigilat cu hârtie sau pâslă.
Senzorul este de obicei instalat astfel încât partea cea mai lungă să fie orientată în direcția forței măsurate. Un astfel de convertizor, fiind lipit de partea testată, percepe deformările stratului său de suprafață. Astfel, cantitatea de intrare naturală este transductorul de deformare Părțile lipite strat de suprafață la care este legat, iar rezistența la invertor vyhodnoy- schimbare proporțională cu această deformare. De obicei, senzorii care urmează să fie lipiți sunt utilizați mult mai des decât senzorii neadezivi.
Figura 2- Tensor de sârmă adezivă: sârmă sensibilă la 1 tulpină; 2-lipici sau ciment; 3-celofan sau substrat de hârtie; Conductoare cu 4 conductori
Baza de măsurare a traductorului este lungimea părții ocupate de sârmă. Convertoarele cele mai des utilizate cu baze de 5-20 mm, având o rezistență de 30 - 500 Ohm. În plus față de cea mai obișnuită structură de buclă a manometrelor, există și altele. Metoda vitkovoy - (1 mm 3), este fabricat, care constă în aceea că o secțiune transversală rotundă pe tubul dornuri a hârtiei de țesut de sârmă namatyaetsya gage helix Dacă este necesar, reducând convertorul de bază de măsurare. Apoi, acest tub este lipit, scos din dorn, aplatizat și capetele sunt atașate la capetele firului.
Atunci când este necesar să se obțină un curent mare dintr-un circuit cu un transformator, se folosesc adesea manometre de "sârmă" puternice. Ele constau dintr-un număr mare (30 - 50) conectate în fire paralele sunt mari dimensiuni (lungime de bază 150-200 mm) și se lasă să crească în mod semnificativ curentul care trece prin traductorul (Figura 3).
Figura 3- Indicator de rezistență redus de rezistență ("puternic"): 1-fir sensibil; 2-lipici sau ciment; 3-celofan sau substrat de hârtie; Conductor cu 4 conductori
Senzorii de sârmă au o mică suprafață de cuplare cu proba (baza), care reduce curenții de scurgere la temperaturi ridicate și oferă o tensiune mai mare de izolare între elementul senzor și eșantion.
Foarfecele pentru tulpini de foi sunt cea mai populara versiune a manometrelor lipite. Folii de conversie a foilor sunt o bandă de folie cu o grosime de 4-12 μm, pe care o parte din metal este selectată prin gravare, astfel încât partea rămasă să formeze grila cu terminalele arătate în Fig.
În fabricarea unor astfel de grătare, se poate lua în considerare orice model de grătare, care reprezintă un avantaj esențial al măsurătorilor de tensiune a foliei. Figura 4, a arată aspectul convertorului din folie, conceput pentru măsurarea stărilor de solicitare liniară, în fig. 4, c - traductor de folie, lipit pe arbore, pentru măsurarea cuplului, iar în figura 4, b - lipit pe membrană.
Figura 4- Convertoare de foi: 1 balamale reglabile; 2-se transformă, sensibil la forțele membranei de tracțiune; 3-se transformă sensibil la forțele de compresie ale membranei
Un avantaj major al convertoarelor din folie este posibilitatea creșterii secțiunii transversale a capetelor convertorului; Sudarea (sau lipirea) terminalelor poate fi realizată în acest caz mult mai fiabil decât în convertizoarele de sârmă.
Aplicatoarele de tensiune în comparație cu manometrele au un raport mai mare al suprafeței elementului sensibil cu suprafața secțiunii transversale (sensibilitate) și sunt mai stabile la temperaturi critice și sarcini lungi. Suprafața mare și secțiunea transversală mică asigură, de asemenea, o bună contactare a temperaturii senzorului cu eșantionul, ceea ce reduce auto-încălzirea senzorului.
sunt aceleași metale, utilizate pentru fabricarea tensoconverters folie ca pentru senzorii de sârmă (constantan, nicrom, aliaj de nichel-fier, etc.) și de asemenea aplica alte materiale cum ar fi aliajul titanoalyuminievy 48T-2, capabile să deformațiile de măsurare 12 %, precum și un număr de materiale semiconductoare.
Articole similare
-
Instalații de revizie majoră a puțurilor, caracteristicile lor tehnice - stadopedia
-
Puterea de stat (publică), principiile de bază (căi) ale organizării sale sunt stadopedia
Trimiteți-le prietenilor: