U različitim modernim sferama ljudske aktivnosti postoji potreba za kontrolom različitih struktura mjerenjem parametara i trenutnog stanja ovog elementa. Senzori za mjerenje naprezanja su nezamjenjivi asistenti u ovoj stvari.
Vodeće tehnologije sve više koriste elektronske merače naprezanja, među kojima se najviše koriste modeli uređaja otpornih na naprezanje. Elementi mjerača naprezanja mogu mjeriti težinu, silu, pritisak, kretanje, itd.
Mjerači naprezanja se široko koriste za vage, industrijske mašine, 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 pomicanje ispitnih materijala;
- uređaji za mjerenje pritiska - karakteriziraju kontrolu parametara tlaka različitih elemenata u različitimokruženja;
- pretvornici zakretnog momenta.
Za vage, merne ćelije su najtipičniji strukturni element. Ovisno o primjeni strukture površine za prijem 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 bureta.
Postoji klasifikacija mjernih mjerača naprezanja, ovisno o karakteristikama dizajna - element osjetljivosti. Izvorni materijal definira sljedeće modele:
- žica - kreirana u obliku žice, materijal je dvokomponentni nihrom, elementarno jedinjenje fechral, termostabilna legura konstantan;
- folijski mjerači naprezanja - koristite tanke trake folije;
- poluprovodnički senzori - napravljeni od hemijskih elemenata kao što su silicijum, galijum, germanijum.
Princip rada
Princip uređaja je baziran na tenzorskom efektu. Njegova suština je u promjeni radnog otpora poluvodljivih elemenata tokom njihovog zatezanja ili kompresije - mehaničke deformacije.
Mjerači naprezanja su konstruktivni set mjerača naprezanja, koji imaju komunikativnu tačku na ploči. Potonji je povezan s materijalom za mjerenje. Funkcionalni dijagram radamjerač naprezanja je da postoji utjecaj na element osjetljivosti. Uređaj je povezan na izvor napajanja pomoću električnih utičnica koje su u kontaktu sa osjetljivom pločom.
Kontaktne tačke karakteriše prisustvo konstantnog napona. Merna ćelija preuzima dio preko posebne podloge. Masa materijala prekida strujni krug zbog deformacijskih izobličenja. Rezultirajući proces se pretvara u signal električne struje.
Senzor tlaka mjernog mjerača se često koristi sa AC mjeračima naprezanja. U ovom sistemu se vrši amplitudna modulacija napona, koja se direktno dovodi do senzora pretvarača.
Uređaj za punjenje
Instrument za mjerenje naprezanja se sastoji od:
- elastični element;
- mjerač naprezanja;
- futrola za uređaj;
- zapečaćeni konektor.
Pod elastičnim elementom se podrazumijeva tijelo koje preuzima opterećenje. Uglavnom se proizvodi od specijalnih čelika koji su prethodno termički obrađeni. Ovo utiče na dobijanje stabilnih očitavanja. Proizvodni oblik je predstavljen u obliku šipke, prstena ili konzole. Struktura bara je traženija i rasprostranjenija.
Merač 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, proporcionalnoload.
Telo mjernog uređaja štiti unutrašnju strukturu od svih vrsta mehaničkih oštećenja, uključujući i negativne uticaje okoline. Kućište je u skladu sa međunarodnim standardima i ima različite oblike.
Hermetički zatvoren konektor je potreban za komunikaciju senzora sa dodatnom opremom (vagama, pojačalima, itd.) putem kabla. Postoje različite šeme povezivanja. Dizajnerske karakteristike nekih ćelija za opterećenje omogućavaju zamjenu kablova.
Senzori za mjerenje sile
Senzori sile deformacije imaju još jedno uobičajeno ime - dinamometri. Ovi mjerni instrumenti su sastavni dio opreme za vaganje. Njihova potreba se teško može precijeniti, jer funkcionišu u svim automatizovanim tehnološkim sistemima bilo koje proizvodnje. Koriste se u poljoprivredi, medicini, metalurgiji, automobilskoj industriji, itd.
U ovoj metodi mjerenja se dešavaju mnoge manipulacije, te se u skladu s tim razlikuje nekoliko tipova mernih ćelija:
- taktilno - podijeljeno na pretvarače napora, klizanja i dodira;
- otporni - koristite mjerač naprezanja i imajte linearni izlazni signal;
- piezorezonantna - karakteriše direktni i reverzni efekat, koji obezbeđuje poseban senzor - rezonator;
- piezoelektrični - otporan na temperaturu okoline, visoke čvrstoće, koristi direktan piezo efekat;
- magnetski –djeluju 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.
- Bend beam.
- Kabl.
Senzori se koriste u industrijskoj i ličnoj opremi za vaganje. Ovi mjerni instrumenti su popularniji u proizvodnim područjima i imaju sljedeće tipove:
- konzolni uređaji - gredice od aluminijuma ili čelika. Čelik se može napraviti u obliku bureta ili podloške, ima visoku nepropusnost;
- uređaji za grede - mjerenje opterećenja na konstrukcijama platforme i mosta.
Prednosti mernih ćelija
Oni su:
- Visoko precizna mjerenja parametara.
- Ne dozvolite iskrivljavanje informacija.
- Kompatibilno s mjerenjima napona.
- Kompaktne ukupne dimenzije.
Nedostatak se može smatrati gubitak osjetljivosti funkcionalnih elemenata tokom kritičnih temperaturnih promjena.
