Tenzometry pro měření napětí: popis, uživatelská příručka, specifikace a recenze

Tenzometry jsou zařízení, která převádějí naměřené hodnoty elastické deformace

Snímač tenzometru: princip činnosti

Hlavním prvkem zařízení je tenzometr, který je připevněn k elastické konstrukci. Snímače zatížení jsou kalibrovány, postupně zatěžovány danou rostoucí silou a měří hodnotu elektrický odpor. Potom jeho změnou bude možné určit hodnoty aplikované neznámé zátěže a její deformace úměrné.

V závislosti na typu snímačů můžete měřit:

• síla;
• tlak;
• pohybující se;
• moment zákrutu;
• zrychlení.

I při nejsložitější struktuře zatížení struktury se působení na tenzometr sníží na protahování nebo stlačování mříže podél dlouhé části nazývané podstavec.

Jaké jsou tenzometry použité?

Nejběžnější typy tenzometrů se změnou aktivní odpor při mechanickém vlivu - tenzometry.

Tenzometry

Nejjednodušším příkladem je přímá část tenkého drátu, která je připojena k části, která je předmětem studia. Jeho odpor je: r = pL / s, kde p je odpor, L je délka a s je průřezová plocha.

Přilepený drát je elasticky deformován společně s obrobkem. Změní se tak její geometrické rozměry. Během komprese se průřez vodiče zvětšuje a když se roztahuje, zmenší se. Změna odporu se proto mění v závislosti na směru deformace. Charakteristika je lineární.

Nízká citlivost tenzometru vedla k potřebě prodloužit délku drátu v malé měřicí části. K tomu je vyrobena v podobě spirály (mřížky) vyrobené z drátu, na obou stranách přilepená deskami izolace z laku nebo papíru. Pro připojení k elektrickému obvodu je zařízení vybaveno dvěma měděnými vodiči. Jsou svařeny nebo pájeny na koncích drátové spirály a dostatečně silné pro připojení k elektrickému okruhu. Tenzometr je připevněn k elastickému prvku nebo ke zkoušenému dílu pomocí lepidla.

Tenzometry mají následující výhody:

• jednoduchost designu;
• lineární závislost na deformaci;
• malá velikost;
• nízká cena.

Nevýhody zahrnují nízkou citlivost, vliv teploty prostředí, potřebu ochrany před vlhkostí a použití pouze v oblasti pružných deformací.

Vodič se bude deformovat, jestliže je lepicí pevnost lepidla mnohem větší než síla potřebná pro jeho roztažení. Poměr lepicí plochy k průřezu by měl být 160 až 200, což odpovídá jeho průměru 0,02-0,025 mm. Je možné jej zvýšit na 0,05 mm. Potom se během normálního provozu tenzometru nerozbije vrstva lepidla. Kromě toho snímač funguje dobře pro kompresi, protože drátěné filamenty jsou jedna s lepicí fólií a částí.

Tenzometry z fólie

Parametry a princip činnosti měniče kmitočtu fólie jsou stejné jako u drátů. Pouze materiál je fólie z nichromu, konstantanu nebo titanu-hliníku. Technologie fotolitografie umožňuje získat komplexní konfiguraci mřížky a automatizovat proces.

V porovnání s drátem jsou tenzometrické měřicí přístroje citlivější, procházejí více proudem, mají lepší přenosové deformace, mají silnější závěry a složitější vzory.

Tenzometry polovodičů

Citlivost snímačů je asi 100krát vyšší než rychlost drátu, což je často možné je použít bez zesilovačů. Nevýhodou je křehkost, velká závislost na okolní teplotě a široká škála parametrů.

Charakteristiky tenzometrů

1. Základna - délka vodiče mřížky (0,2-150 mm).
2. Nominální odpor R je hodnota aktivního odporu (10-1000 Ohm).
3. Provozní proud I_str - proud, u kterého není měřič napětí výrazně ohříván. V případě přehřátí se mění vlastnosti materiálů citlivého prvku, substrátu a lepicí vrstvy, které zkreslují hodnoty.
4. Koeficient citlivosti je: s = (ΔR / R) / (ΔL / L), kde R a L jsou příslušný elektrický odpor a délka nezatíženého snímače je ΔR a ΔL je změna odporu a deformace z vnější síly. U různých materiálů může být pozitivní (R se zvyšuje s roztažením) a negativní (R se zvyšuje s kompresí). Hodnota s pro různé kovy se pohybuje od -12,6 do +6.

Schémata pro zahrnutí tenzometrů

Pro měření malých elektrických signálů je nejlepším řešením mostní spínač, jehož středem je voltmetr. Nejjednodušším příkladem je tenzometrický snímač, jehož obvod je sestaven na principu elektrického můstku, na jehož rameno je připojeno. Jeho odpor v nezatíženém stavu bude stejný jako u ostatních odporů. V takovém případě přístroj zobrazí nulové napětí.Principem tenzometrického snímače je zvýšení nebo snížení hodnoty jeho odporu v závislosti na tom, zda je síla kompresivní nebo tahová.

Přesnost měření je výrazně ovlivněna teplotou měřidla napětí. Pokud je podobný tenzor obsažen v druhém ramenu mostu, který nebude naložen, provede funkci vyrovnání tepelných efektů.

V měřicím obvodu musí být také vzaty v úvahu elektrické odpory vodičů připojených k odporu. Jejich vliv se snižuje přidáním dalšího vodiče připojeného k nějakému vedení tenzometru a voltmetru.

Pokud jsou dva prvky přilepeny k elastickému prvku takovým způsobem, že jejich zatížení se liší v označení, signál se zvýší o faktor 2. Pokud jsou v obvodu čtyři snímače se zátěžími uvedenými ve schématu výše šipkami, výrazně se zvýší citlivost. S tímto spojením měřicích tenzometrů na drát nebo fólii poskytne běžný mikroamerzor indikaci bez zesilovače elektrických signálů. Je důležité přesně přizpůsobit hodnoty odporu multimetr tak, aby byly stejné v každém ramenu elektrického můstku.

Použití tenzometrů v technologii

1. Část návrhu váhy: při vážení je těleso snímače elasticky deformováno a spolu s ním jsou k obvodu připojeny tenzometry. Elektrický signál je přenášen na měřicí přístroj.
2. Monitorování stavu napětí a deformace stavebních konstrukcí a inženýrských staveb v procesu jejich budování a provozu.
3. Tenzometry pro měření namáhání při napětí tváření kovů na valivých listech a lisovacích lisů.
4. Vysokoteplotní snímače pro metalurgické a jiné podniky.
5. Měření senzorů s pružným prvkem z nerezové oceli pro práci v chemicky agresivním prostředí.

Standardní tenzometry jsou vyrobeny ve formě podložek, sloupů, jednoduchých nebo dvoustranných trámů ve tvaru S. U všech konstrukcí je důležité, aby síla byla aplikována v jednom směru: shora dolů nebo naopak. Za náročných provozních podmínek umožňují speciální konstrukce eliminovat účinek parazitních sil. To velmi závisí na jejich cenách.

Na tenzometrech se cena pohybuje od stovek rublů až po stovky tisíc. Hodně závisí na výrobci, konstrukci, materiálech, výrobní technologii, hodnotách naměřených parametrů a dalších elektronických zařízeních. Z větší části tvoří součásti váhy různých typů.

Závěr

Princip činnosti všech tenzometrů je založen na transformaci deformace elastického prvku na elektrický signál. Pro různé účely existují různé konstrukce snímačů. Při výběru tenzometrů je důležité určit, zda existuje kompenzace v schématech pro zkreslené měření teploty a parazitních mechanických vlivů.