Что такое тензометр: Тензометр — это… Что такое Тензометр?

Содержание

Что такое тензометр?

Тензометр — это устройство, используемое для определения реакции материала на различные деформации, называемые нагрузками. Степень растяжения материала при растяжении обеспечивает важную информацию о прочности материала на растяжение и усталостной прочности. Приборы тензометра обычно используются в обрабатывающей промышленности, чтобы гарантировать, что части отвечают необходимым требованиям прочности и выносливости.

Приборы тензометра состоят из двух ручек, которые удерживают участок тестируемого материала на месте. Эти захваты затем используются для приложения силы растяжения или сжатия, называемой нагрузкой, к испытательному образцу. Инструменты тензометра могут создавать силу посредством винта или гидравлического плунжера, которые приводятся в действие механическими или электрическими средствами.

Герметичные камеры могут быть использованы для размещения тензометра. Эта конфигурация позволяет тестировать характеристики деформации материала при определенных температурах и давлениях.

Это имеет решающее значение для испытаний металлов, используемых в самолетах и ​​подводных лодках, которые могут испытывать резкие изменения атмосферного давления. Камеры также полезны для тестирования материалов, которые будут подвергаться воздействию высоких температур.

Точные результаты, полученные на тензометрических приборах, зависят от качества образца. Любой дефект, возникший в процессе резки, может исказить результаты теста и привести к преждевременному выходу из строя под нагрузкой. Даже малейшая поверхностная несогласованность может быстро увеличиваться и распространяться при растяжении, что приводит к ранним переломам и усталости металла. Это тот же процесс, который вызывает утомление плохо изготовленных заклепок и металлических листов и приводит к выходу из строя самолетов, когда они постоянно подвергаются воздействию атмосферного давления.

Результаты, полученные на тензометрических приборах, дают нагрузку как функцию растяжения. Из этих данных, наряду с площадью поперечного сечения испытательного образца, можно построить кривую напряжения-деформации. Эта кривая уникальна для каждого материала и дает ключевые показатели. Эти меры включают предел упругости материала, предел пропорциональности, предел текучести и предел прочности.

Тензометры позволяют инженерам определять модуль Юнга для тестируемого материала. Модуль Юнга представляет начальный линейный наклон кривой напряжения-деформации материала, определяемый как предел прочности при растяжении, деленный на коэффициент деформации при растяжении. Прочность на растяжение определяют путем деления силы, приложенной к площади поперечного сечения испытательного образца. Деформация растяжения представляет собой количество произведенного растяжения, деленное на первоначальную длину образца для испытаний. Материалы, подверженные действию силы в модуле Юнга, начальной линейной части кривой напряжения-деформации, вернутся к своему первоначальному состоянию после снятия нагрузки.

Точка, в которой линия напряжения-деформации материала начинает изгибаться, представляет предел упругости материала. Напряжение, вызванное нагрузками, превышающими этот предел, приведет к постоянной деформации материала, не позволяя ему вернуться в исходное состояние после снятия нагрузки. Максимальная сила, или деформация, поглощаемая материалом, представляет его предельную прочность. Это может или не может быть равно прочности на разрыв материала.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Тензометр рычажный — Энциклопедия по машиностроению XXL

Тензометр Аистова, схема которого изображена на фиг. 216, принадлежит также к группе механических тензометров рычажного типа и предназначается для исследования деформаций у нормальных образцов и у деталей при статических испытаниях.  
[c.297]

Лабораторные работы. Можно провести либо работу по экспериментальному определению напряжений (с применением тензодатчиков или рычажных тензометров) и сопоставлению их с напряжениями, определенными теоретически, либо (что менее целесообразно) находить прогиб опытным путем и также срав-  [c. 145]


Лабораторные работы. Во многих учебных пособиях предлагается провести работы, связанные с определением напряжений в поперечном сечении внецентренно растянутого бруса, построением соответствуюш ей эпюры напряжений и сопоставлением результатов с полученным теоретическим расчетом. При этом напряжения определяются по известным из эксперимента деформациям, которые можно найти, либо применяя рычажные тензометры, либо используя электротензометрическую установку второе, конечно, предпочтительнее.  
[c.149]

Тензометр МИЛ (см. рис. 14.4) имеет базу 100 мм и является шарнирно-рычажным. Это — сдвоенный тензометр, устанавливаемый на образце при помощи пружинного зажима. Нижняя опора 1 является неподвижной, верхняя же представляет одно целое с рычагом 4- Перемещение нижнего конца  [c.546]

Рис. 46. Рычажный тензометр, установленный на полке двутавровой балки.
Конструкция прибора в основном состоит из корпуса 1 и рычажно-измерительного механизма, все сочленения которого выполнены на призмах, что обеспечивает высокую точность измерений. Корпус тензометра имеет фасонный выступ, который служит в качестве державки при переноске и установке прибора его опорными элементами являются две призмы неподвиж-  
[c.53]

Рычажно-винтовой тензометр Т-А-3 (системы проф. Н. Н. Аистова).  [c.56]

Для определения величины Е по показаниям рычажных тензометров формула (П, 13) преобразуется к виду  [c.81]

На рисунке 38 представлена схема расположения на образце -п рычажных и зеркальных тензометров. Первые предназначены / Э для измерения продольных деформаций, втб-рые —дл измерения, поперечных. Парное  [c.81]

К1 — коэффициент увеличения рычажного тензометра,  [c.81]

Для измерения упругих деформаций в этом опыте применяются либо стрелочные индикаторы, устанавливаемые при помощи двух вспомогательных колец (рис. 39), либо тензометры (обычно рычажные, рис. 40). Последние обеспечивают более  [c.85]

Экспериментально нормальные напряжения определяются путем измерения абсолютной деформации в волокнах, равноудаленных от нейтрального слоя.

Для этой цели используются обычно рычажные или зеркальные тензометры (см. 14 и 17), а также датчики омического сопротивления.  [c.174]


Закрепление рычажного тензометра на балке показано на рисунке 100.  [c.174]

Если для измерения деформаций применяются рычажные тензометры, то нужно учесть их базу I и коэффициент увеличения К.  [c.199]

РЫЧАЖНЫЙ ТЕНЗОМЕТР АИСТОВА  [c.287]

Тензометр Аистова. Устройство тензометра Аистова показано на рис. 117. Это — тензометр рычажной системы, как и описанный в работе 5 тензометр системы Гуггенбергера. Но вместо стрелки здесь имеется микрометрический винт с лимбом /, по которому и производятся отсчеты.  

[c.169]

Тензограф с оптико-механическим увеличением рычажный 278 Тензометр рычажный 286 —Аистова 287  [c.608]

Тензометр рычажный, универсальный (типа Гуген-бергера) с постоянной или переменной базой. Увеличение тензометра механическое, отсчеты производятся по шкале.  [c.545]

ХУГЕНБЕРГЕРА ТЕНЗОМЕТР — рычажный прибор для измерения линейных деформаций на образцах и в конструкциях. X. т. (рис.) прижимается двумя опорами-призмами к поверхности образца с помощью струбцины. Одна опора неподвижна вторая, вращаясь при деформации вокруг оси, передает через шарнирную систему движение стрелке, по отклонению к-рой на шкале прибора судят о величине деформации. Расстояние между опорами-призмами (база прибора) обычно равно 20.к.ч, па отд. моделях выполняется размером от 10 до 1000. ч.ч. Увеличение прибора — передаточное число системы -1000.  

[c.426]

Тензометр рычажный универсальный (типа Гугенбергера), с постоянной или переменной базой. Увеличение механическое отсчеты — по шкале. С помощью струбцинок у других приспособлений (зацепы, приклеиваемые колодки, привариваемые тяги, присоски, магниты) тензометр прижи.мается в любом положении к поверхности детали или образца / (фиг. 1) через две ножевые опоры. Предельная величина измеряемой деформации— до 0,2 (с перестановкой стрелки  [c.490]

Среди механических тензометров, применяемых не только при механических испытаниях материалов, но и при испытаниях конструкций, имеющих сравнительно малую базу, наиболее широкое распространение в лабораторной практике получил шарнирно-рычажный тензометр Гугенбергера (рис. 573) с базой 20 мм и увеличением около 1000.  [c.511]

Лабораторные работы. По теме Изгиб очень желательно выполнить работу по определению нормальных напряжений в поперечном сечении балки (работа 2.15 в пособии [27]). Ее можно выполнять, либо используя электротензометрнческую установку, либо применяя рычажные тензометры с базой 20 мм.  [c.133]

Тензометр МИЛ (рис. 470) имеет базу 100 мм и является шарнирно-рычажным. Это — сдвоенный тензометр, устанавливающийся на образце при помощи пружинного зажима. Нижняя опора 1 является неподвижной, верхняя же представляет одно целое с рычагом 2. Перемещение нижнего конца этого рычага передается планке 3, а от нее — стрелке 4. При помощи винта 5 имеется возможность приводить стрелку перед экспериментом в нулевое положение. Если деформации образца велики настолько, что стрелка выходит за пределы шкальг, тем же винтом можно вернуть  [c.466]

Практике получил шарнирно-рычажный тензометр Гуген- ргера (рис. 474) с базой 20 мм и увеличением около 1000.  

[c.470]

Рис. 18. а — Расположение тензометров на образце при опре-делекии коэффициента Пуассона б — схема рычажного тензометра / — станина, 2 и 5 — рычажная система, 4 — установочный винт.  [c.33]

Тензометр Гуггенбергера. Тензометр Гуггенбергера — наиболее распространенный из рычажных тензометров. Устройство тензометра показано на рис. 18, б. Планку 1 притягивают струбцинкой (изображенной отдельно на рис. 19, а) к поверхности образца, деформации которого подлежат измерению (на чертеже эта поверх-  [c. 33]

Размеры испытываемого образца должны быть достаточными для размещения нескольких тензометров (не менее трех) по ширине образца. На рис. 33 показаны четыре тензометра. Для удобства построения эпюры напряжений следует тензометры размещать на равных расстояниях друг от друга. Удобны для выполнения данной работы электротензометры (см. работу 30) или рычажные тензометры типа Гуггенбергера (см. стр. 33). Для упрощения вычислений следует подбирать тензометры с одинаковыми увеличениями.  [c.63]

Нормальные напряжения определяются путем измерения удлинений, для чего применяются рычажные тензометры (описание дано на стр. 33) или электротензометры (стр. 154). На рис. 46 показано прикрепление рычажного тензометра к полке балкиспомощьюструб-цинки. Тензометры 1,2,3,4и5(рис. 47) поставлены так, что они измеряют удлинения вдоль оси балки. Определив удлинения, найдем нормальные напряжения в данном поперечном сечении  [c.82]


Рычажно-стрелочный тензометр Гугенбергера.[c.52]

В условиях проводимого опыта настолько малы, что измерение их возможно лишь при помощи тензометров — обычно зеркальных или рычажных ( 14, 17). Для удобства размещения тензометров испытуемый образец прим1 НЯ5ТСЯ В ВИДС ПОЛОСЫ.  [c.80]

В качестве образца используется прямой брус постоянного поперечного сечения (рис. 117). Для измерения деформаций могут быть использованы рычажные тензометры ( 17), но лучше применить датчики омического сопротивления (метод электротензометрирова-ния, 42), которые в данной работе наклеиваются на поверхность образца в количестве трех В штук в точках А, Б и В. Датчи-  [c.199]

Для определения деформаций в опасном сечении бруса применяются либо рычажные тензометры, либо датчики омического сопротивления (метод электротензометрии, см. 42), которые в данном опыте наклеиваются через равные интервалы вдоль сечения в количестве шести штук.  [c.205]


Тензометр электронный.

 

В предыдущей статье «Колесный стенд» я закончил на оптимистической ноте: «маленький прибор». Но Лень и божий дар музыкального слуха свели на нет весь энтузиазм. Я бренчал по спицам пальцами и это удовлетворяло почти все мои потребности. Кроме одной — хотелось приключений.

И вот, дни мелькают как спицы в колесе, «маленький карманный стенд» не разбирался почти год, в очереди на него 12 колес и я все еще мечтаю о «маленький приборе». Недавно в небольшой местной лавке я заметил электронные весы что в народе просто называют «безмен» и вспомнил свою статью на ХТ, и мысль которая тогда мелькнула в голове: «… купить электронные весы, разобрать на кусочки и с тех кусочков собрать электронный тензометр».

А че? Тензометры в своем большинстве — это пружинные весы по своей сути и замена одной вещи на другую, аналогичную, не должна быть невыполнимой. Особенно когда цена вопроса 60 гривен.

Сатана, моей рукой, достал из кармана кошелек и я мгновенно оказался среди счастливых обладателей этого китайского чуда:   

 

А еще через мгновение оказался дома у «операционного стола», все ящички которого набиты различными инструментами. И препарация началась.

Что там внутри?

Выяснилось, что внутри прибора имеется датчик напряжения, сигнал в виде изменения тока которого высчисляется электронной схемой и высвечивается на дисплее в виде веса. Вес не должен быть больше 50 кг, дискретнисть равна 10 гр. То есть на дисплее четыре цифры: две из них килограммы а другие две — сотни и десятки граммов.Точность измерения составляет:

 

Вес кг

Точность гр

 

1

20

2%

2

40

2%

3

40

1%

5

50

1%

10

100

1%

20

100

0. 5%

 

Для работы прибора датчик надо растягивать, он работает как динамометр, поэтому принцип описаный формулой приведенной ниже нам подошел идеально.

Ссылка на формулу

Но есть одно принципиальное отличие. Если спицу отклонять на постоянную величину то мы избавимся синуса в формуле потому, что он станет константой и график напряжения станет линейным.   

 

Согласно приведенной формулы, если прогнуть спицу на 2 мм между двумя опорами, расстояние между которыми составляет 80 мм, то динамометр покажет силу в десять раз меньше чем напряжение спицы.

Так это же замечательно! Мы получили некий «редуктор» напряжения спицы. Надо только обеспечить постоянство прогиба. Таким образом наш «безмен», при спице натянутой в 100 кг покажет на дисплее 1000. Последняя цифра — это сотни граммов. Сам «безмен», исходя из таблицы, имеет погрешность в данном диапазоне один процент. Это неплохая точность измерения. Точность можно увеличить если калибровать прибор на образцовых 100 кг сводя погрешность на ноль. Имеется в виду настройка механизма таким образом, чтобы при напряжении спицы в 100 кг прибор показывал ровно 1000. Так получим в районе 100 кг минимальную погрешность.

План действий.

Во-первых нужно изготовить новый, прочный корпус. Все упругие деформации механизмов прибора негативно влияют на точность работы. Расчеты показывают, что, деформация которая ухудшила точность прогиба спицы на 0,1 мм добавляет погрешность в 250 гр. По сопромату знаем, что меньше деформируются детали работающие на сжатие и я склоняюсь к такой конструкции корпуса которая сжимается при работе прибора. Сам датчик требует растяжения для работы и его можно разместить симметрично внутри корпуса прибора чтобы достичь равномерной нагрузки и предотвращения деформации изгиба, которая является самой нежелательной.

Эта конструкция мне представляется такой: две прямоугольные металлические пластины соединяются между собой винтами на уголках. Между пластинами на винты одеваются металлические трубочки. Получаем две параллельные пластины на расстоянии длины трубочек. Это самая жесткая из доступных в домашних условиях конструкций. С одного края между пластинами закрепляем бронзовую втулку. В качестве втулки я взял втулку с регулятора громкости какогото лампового телевизора. Внутренний диаметр втулки 6 мм, внешний 12 мм совпадающий с длиной трубочек которые у меня пролежали в кладовке более 40 лет и толщиной датчика. Втулку к одной из боковых пластин прилепим пластилином ака «Холодная сварка». Через втулочки пропускаем шток датчика на котором нарезана резьба М6Х1. Крючок, на который производитель думал цеплять взвешиваемые предметы, отделяем и откладываем.

 На противоположном конце датчика закреплен крючок который будет прогибать спицу опирающуюся на две крайние трубочки. Надо следить чтобы расстояние между ними было 80 мм. Теперь навинчивая на шток датчика гайку можно прогибать спицу между трубочками а датчик покажет нам напряжение в спице. Здесь надо тщательно следить чтобы прогиб был равен точно 2 мм. И хотя резьба имеет шаг в 1 мм за оборот гайки все равно нужен механизм который бы позволял точно определять прогиб спицы.

Дело в том, что датчик в процессе измерения деформируется на изгиб потому что это заложено в принцип его работы. Это будет давать нам погрешность измерения. Поэтому я думаю установить винт-упор который является одновременно электрическим контактом и позволяет контролировать количество прогиба самой спицы без деформации датчика. При достижении спицей винта контакт замкнется и включится подсветка дисплея. Для получения этого фокуса я отпаяю проводок соединяющий подсветку дисплея с платой  схемы и припаяю к винту-упору. Благодаря четкому сигналу дисплея ясно видно, что спица достигла расстояния в 2 мм. Дальнейшее движение спицы станет невозможно потому как винт мешает ей двигаться и это дает гарантию наиболее точного измерения прогиба спицы. Этим винтом можно воспользоваться для калибровки прибора.

Гайку передвижения датчика думаю сделать большого диаметра для удобства вращения ее рукой. В крючок что отклоняет спицу нужно вставить винт которым спица будет фиксироваться в одном строго определенном состоянии так как спицы имеют разный диаметр, и размеры крючка надо делать на толстую, например 3 мм. Если вставить тонкую, например 1,8 мм, то возникнет щель в 1,2 мм и прибор даст погрешность более чем вдвое! Это указывает на то, что точность изготовления крючка должно быть очень высокой как детали у микрометра. Точно изготовленый крючок будет мешать вставлять спицу. Это нам ни к чему. И крючок с винтом решает эту болезненную проблему.

Предварительная калибровка прибора осуществляется с помощью штангенциркуля а для окончательного нужен какой-то образцовый прибор, точность которого на порядок выше. Думаю здесь надо применить камертонный метод как наиболее доступный в домашних условиях.

А теперь бонус. Если выкрутить из крючка фиксирующий спицу винт и вкрутить тот крючок что был там с завода (мы его отложили в начале работы), то наш тензометр превратится в . .. знакомый нам «безмен»! Два в одном!  

Вот что получилось.

 

Где стоят грабли?

Для предварительной калибровки я зажал спицу лежащую на опорах и замерял штангенциркулем расстояние между внешним краем прибора и крючком-зажимом спицы. Затягивая гайку штока датчика достиг отклонения в 2 мм. Закрутил упор контакт до момента включения дисплея. Таким образом при точности штангенциркуля 0,1 мм уже достигнуто точности механизма в 250гр. Может этого домашнего обихода является достаточным.

И тут я заметил, что прибор уже что-то показывает! Как ?! Спица висит в воздухе и не может быть напряженная! Конечно, прибор показывает напряжение спицы на изгиб. А она при реальном измерении на колесе сгибается три раза. Попытки придать спице ровного вида подтвердили мои подозрения.

Вот вам и первые грабли. Перед измерением напряжения в спицах колеса нужно измерить напряжение на изгиб у ненапряженной спицы. Эта величина должна вычитаться из измерений (и помним что изгиба целых три). Напряжение на изгиб зависит от материала и толщины и не является величиной постоянной.

Это касается ВСЕХ тензометров изгибающих спицу!

Теория от практики отличается тем, что в теории все выглядит несколько упрощенно. И это внушает печальные мысли. Например, что происходит в динамике? Немного пофантазировав я увидел другие грабли. Известно, что гипотенуза всегда длиннее своих катетов. Исходя из этого прогибаясь при измерении спица дополнительно натягивается тензометром. Будучи катетом, при прогибое этот отрезок спицы превращается в гипотенузу. Поэтому надо вычесть еще и эту величину.

Пробные измерения дали следующие результаты:

Спица Ø 1,8 мм на изгиб: 1кг 290 г (на дисплее к напряжению спицы прибавилось 12 кг 900 гр.).

Спица Ø 2 мм на изгиб: 1кг 600г (на дисплее к напряжению спицы прибавилось 16 кг).

Дополнительное напряжение прибором при измерении: 35 кг.

Таким образом вырисовывается «Методика измерения напряжения в спицах колеса». Просто померить мало — получим прогноз погоды. Нужно выполнить несколько обязательных шагов в определенном порядке.

Калибровки прибора.

Чтобы удостовериться в своих догадках я сделал модель одной отдельно взятой спицы.

 

На нее установил электромагнитный датчик и излучатель для подключения к компьютеру. С разработанным программным обеспечением это будет стенд для испытания и калибровки тензометров. Ну и чтобы не таскать велосипед к компьютеру.

Калибровка прибора происходит очень просто. Подключаем к компьютеру этот струнный генератор, запускаем программу. Программа имеет в своем составе осциллограф где видно колебания спицы и нарисована образцовая синусоида для заданного напряжения, частотомер с точностью 0,5 Гц. Спицевым ключом натягиваем спицу достигая частоты 350 Гц. Это напряжение в 100 кг. для спицы Ø 2 мм и длиной 285 мм (ниппель не колеблется!).

В программе предусмотрен калькулятор для вычисления перевода частоты в килограммы и наоборот. Предусмотрены и другие навороты для обеспечения большей точности процесса, например лупа которая позволяет точно сравнивать образцовую синусоиду с колебаниями спицы. Но …

Натягивать спицу с точностью 1 Гц трудно и малейшее движение ключа меняет высоту тона на 2 — 3 Гц. Напомню. что 1 Гц это 500 гр напряжения спицы. Чтобы достичь большей точности надо натягивать спицу с помощью резьбы с меньшим шагом чем у спицы. Но стоит ли?

 

И так, мы имеем образцовую спицу которую напрягли до 100 кг.

 

Снимаем электромагнитные датчики, закрепляем ее в зажим нашего электронного тензометра,

 

выкручиваем калибровочный винтик на несколько оборотов и начинаем крутить гайку датчика.

Когда на дисплее высветится цифра 1000, оставив вращения гайки датчика закручиваем калибровочный винтик до момента когда вспыхнет табло. Все — наш тензометр откалиброван на работу со спицами аналогичными с образцовой.

 

Окончательная конструкция.

Люди в каменном веке не знали тензометров и измеряли напряжение в спицах нажимая их рукой в колесе. Этот метод был очень не точен но имел очень важное преимущество над нынешними. Стоило протянуть руку к колесу и измерение немедленно происходило. В «маленьком приборе» я тоже мечтал что то прижать к спице чтобы оно немедленно показало напряжение а не возиться с защемлением спицы, вращением всевозможных колесиков и прочее. Творчески просмотрев конструкцию я заметил там лишние детали без которых можно обойтись заменив их рукой человека.

Во-первых можно обойтись одной опорой. В процессе опытов было замечено, что датчик работает одинаково хорошо как на растяжение так и на сжатие. Изменив направление движения датчика получим что-то вроде динамометрического ключа с его удобством в пользовании. Прижал, надавил и готово. Как в каменном веке, но точность измерения составляет 1 сотню граммов.

 Вот так оно бывает в жизни. Мечтаешь, строишь и под конец замечаешь, что надо все переделывать. Этот процесс бесконечен! Поэтому продолжение следует …

тензометр — Block Mitsubishi

Что такое тензометр?

тензометр

тензо́метр

прибор для измерения деформации твёрдых тел (напр., деталей машин, конструкций, сооружений), а также при механических испытаниях материалов. Различают механические и электрические тензометры. Механические тензорезисторы состоят из комбинации рычагов с отсчётными и регистрирующими устройствами. Наиболее распространены электротензометры сопротивления, основным элементом которых служит тензорезистор – резистор, изменяющий своё сопротивление под влиянием деформации (сжатия или растяжения), вызываемой механическими напряжениями. Металлические тензорезисторы изготовляют из проволоки или фольги в виде решётки, полупроводниковые – в виде пластинок (длиной 1—10 мм, шириной 0. 2–1.0 мм, толщиной 20–60 мкм) или эпитаксиальных плёнок. Тензорезистор приклеивают или приваривают к упругому элементу тензометра либо жёстко крепят непосредственно на исследуемой детали. Упругий элемент под действием исследуемой величины (давление, ускорение, усилие и т. д.) деформируется вместе с наклеенной на него решёткой (пластинкой), что приводит к изменению её электрического сопротивления. В тензометре тензорезистор включается в электрическую цепь последовательно с источником тока и микроамперметром, проградуированным в единицах измеряемой величины.

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн.
2006.

.

Синонимы: пьезотензометр, телетензометр, тензодатчик, тенсометр, электротензометр

Словарь — упорядоченный в алфавитном или тематическом порядке список заглавных слов, лексикографически обработанных.
Словарь — лексикографический продукт, который содержит упорядоченный перечень языковых единиц (слов, словосочетаний и т. п.) с короткими их характеристиками или характеристиками обозначенных ими понятий, или с переводом на другой язык.

(У нас на сайте размещен Авомобильний Словарь и смежных словари)

Жаргон (фр. Jargon — «непонятная речь», «бессмыслица», «гоготанье», от галло-ром. Gargone — «болтовня») — социолект (одна из разновидностей социальных диалектов), который отличается от литературного языка использованием специфической, экспрессивно окрашенной лексики, синонимической к словам общего потребления, а также фразеологии, тем особенностями произношения.
Жаргон возникает среди групп носителей языка, объединенных общностью профессиональных интересов, одинаковыми увлечениями, длительным пребыванием в определенной среде.
Жаргонизмами называют слова, употребление которых ограничено нормами общения, принятыми в определенной социальной среде. По этой причине жаргонизмы еще называют социальными диалектизмами. Жаргонизмы — это преимущественно такие специфические, эмоционально окрашенные названия понятий и предметов, которые имеют нормативные соответствия в литературном языке и, отступая от нее, придают процессу общения атмосферы непринужденности, ироничности, фамильярности и тому подобное.

Читайте Как выбрать автомобиль (б / у (подержанный) или новый)?

Автомобиль, авто, машина (от греч. Αὐτός — «сам» и лат. Mobilis — «тот, что движется») — самоходная колесная машина, которая приводится в движение установленным на ней двигателем и предназначена для перевозки людей, грузов, буксировки транспортных средств, выполнения специальных работ и перевозки специального оборудования безрельсовыми дорогами. Передвигается преимущественно по суше.

Легковой автомобиль, машина — это автомобиль с количеством мест для сидения не более девяти, включая место водителя, который по своей конструкции и оборудованию предназначен для перевозки пассажиров и их багажа с обеспечением необходимого комфорта и безопасности.
Читайте На что обращать внимание при покупке автомобиля (подержанного или нового)

Автомобиль — сложная система, совокупность механизмов и узлов, которые могут выходить из строя. Поэтому автомобили требуют регулярного технического обслуживания. Читайте Как следить по автомобилем?

Mitsubishi Motors Corporation (яп. 三菱 自動 車 工業 株式会社 Mitsubishi Jidōsha Kōgyō Kabushiki Kaisha) (MMC) — японская автомобилестроительная компания, входит в группу Mitsubishi — крупнейшей производственной группы Японии. Штаб-квартира — в Токио. В 1970 году Mitsubishi Motors была сформирована из подразделения Mitsubishi Heavy Industries.

Автомобили Mitsubishi Motors Corporation ( Моторс):

Фирма Мицубиси была основана в начале 1870-х годов Ивасаки Ятаро. По слиянию семейных гербов основателей возникла всемирно-известная торговая марка Mitsubishi — три ромба (яп. 三菱, мицубиши). Еще в начале 20-го века Mitsubishi превратилась в огромную фирму, которая до окончания Второй мировой войны принадлежала одной семье.

После завершения войны в 1946 под давлением союзников «родительская» компания владелец Мицубиси хоншя была реорганизована. Вместо одной компании появилось 44 независимые фирмы.

Читайте История компании Mitsubishi Motors Corporation (Мицубиси Моторс)

Сравнение автомобилей Mitsubishi Motors (Мицубиси Моторс)

Смотреть Все, весь ряд автомобилей Mitsubishi Motors Corporation (Мицубиси Моторс)

Понятие и назначение тензометра, классификация

Раздел статей
Конструкторы и строители по роду своей деятельности часто ищут ответы на различные технические вопросы. Это могут быть вопросы, связанные с надежностью какой – то детали или здания. Чтобы получить на них ответы и был создан прибор, получивший название тензометр.

Инструмент, в задачу которого входит измерение значения деформации изучаемого тела, получил название тензометр. Полученные данные позволяют узнать величину напряжения в проверяемом объекте. Отсюда возникает возможность разрабатывать более качественные изделия или предотвращать возможные аварии.

Области применения

Используя прибор, возможно решать широкий круг задач:

· Максимально оптимизировать натянутость полотен у ленточных пил.
· Определять величину напряжения внутри различных конструкций из железобетона в строительной отрасли.
· Контроль качества ответственных деталей в машиностроении.
· Настройки швейного оборудования в текстильной промышленности.

Виды тензометров

Для выполнения огромного вида задач было разработано несколько видов инструментов, которые отличаются по своей конструкции, принципу действия и области применения. Широко известны два вида это механический вариант и электрический. Вторые в свою очередь имеют несколько модификаций:

1. Струнные.
2. Индуктивные.
3. Резистивные.
4. Емкостные.

Инструменты в механическом исполнении являются старейшинами среди всего разнообразия приборов. Их появление параллельно возникновению математических способов исследования объектов.

Основа механического варианта

Работа такого инструмента основана на следующей зависимости: удлинение проверяемого тела от величины напряжения в поперечном сечении под действием деформации.

Основа резистивного варианта

Общность универсальных инструментов, с помощью которой можно измерить растяжение или сжатие объекта. За чувствительность в конструкции прибора отвечает группа тензорезисторов. В основе работы лежит идея, что электрическое сопротивление будет изменяться при деформации тензорезистора вместе с проверяемым объектом.

Основа струнного варианта

В таком приборе роль чувствительного элемента, выполняет стальная проволока, установленная в трубке. Она с торцов закрывается крепежными блоками. В основе лежит идея о зависимости значения частоты колебаний проволоки к ее натяжению.

Основа емкостного варианта

Здесь за чувствительный элемент взят конденсатор с переменной емкостью. Идея основывается на зависимости, что величина емкости будет изменяться вместе с зазором между пластинами конденсатора.

Основа индуктивного варианта

Приборы такого вида известны в двух исполнениях. Первый в своей конструкции имеет опорные призмы и базу с возможностью регулировки. Второй отличается наличием ножевых опор. Роль чувствительного элемента в них играет катушка индуктивности, в которой сердечник отличается подвижностью. В основе лежит идея, что электрические параметры такой катушки будут напрямую зависеть от положения сердечника.

Топовый дилинговый центр Forex EuroClub, здесь хороший заработок на fxeuroclub.ru

Тензиометр бегущей строки — TIMH — Crosby | Straightpoint

О нас

Линейка TIMH — это беспроводной тензиометр для беговой дорожки или RLTM, предназначенный для использования в доках, на море, на море, для буксировки и аварийно-спасательных работ. Это особенно полезно там, где нет якоря или тупика на линии, для установки цифрового динамометра Straightpoint Radiolink или Loadlink для измерения силы натяжения на скоростях до 20 м / мин или 65 футов / мин.

Доступны две версии TIMH: 
— Версия с большим радиусом действия 2.4 ГГц, обеспечивающая лучший в отрасли диапазон беспроводной связи 700 м или 2300 футов для SP SW-HHP-карманный or программные опции.
— Выход Bluetooth и может быть подключен к любому смартфону с нашим бесплатным приложением HHP на iOS или Android на расстоянии до 100 м или 328 футов.

TIMH изготовлен из нержавеющей стали морского класса и подходит для многих конфигураций тросов вплоть до 80t и, в качестве опции, рассчитывает линейный состав и скорость в метрах или футах. TIMH имеет несколько точек крепления, отличающихся уникальным дизайном, но если требуются другие варианты монтажа, Straightpoint может предоставить специально разработанное для вас решение.

Доступный в качестве беспроводной или кабельной системы с использованием линейных дисплеев HHP от Straightpoint или программного обеспечения SW-MWLC, этот впечатляющий динамик Running Line Dynamometer или RLTM доступен для отправки со склада в любую точку мира в течение нескольких дней.

ФУНКЦИИ И ОСОБЕННОСТИ 
  • Измерьте натяжение, линейную скорость и расстояние
  • Улучшение точности пяти колес
  • Параметры кабеля или беспроводной сети
  • Простота установки и замены батарей (стандартная щелочная система 4 x AA)
  • Полностью изготовлена ​​из коррозионностойкой нержавеющей стали
  • Загрузчик IP67 / NEMA6
  • Программное обеспечение, доступное для регистрации данных и монитора или аналогового выхода
ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Большой диапазон мощностей до 150t и диаметров проволочных канатов до 89mm / 3 1 / 2 ”
  • Ввод / вывод линии, расстояние и скорость
  • Необслуживаемые тяжелые игольчатые втулки

ПРИМЕНЕНИЕ
  • Портовый
  • морской
  • офшор
  • Буксировка и спасение
  • Одноточечный причал
  • Распространение швартовки
  • Причал Тенсона
  • Динамическое позиционирование
  • Услуги проводной связи
ГАРАНТИЯ И ГАРАНТИЯ
  • гарантия 2 год
  • Дизайн, одобренный FEA

ПОСТАВЛЯЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ СТАНДАРТОМ
  • Сертификат пробной проверки
  • Руководство оператора
  • Ящик для хранения / хранения

 

 

Технические характеристики / Технические данные

 


 

Беспроводные разрешения


Федеральная комиссия по связи
    FCC: VHARA24
Промышленность Канада
    IC: 7224A-RA24
Сертификация Японии
    ID: 205-170296
Корейская сертификация
    ID: R-CRM-1ME-RA24


 
Номер детали MTIMh20TRD TIMh20TRD TIMh35TRD TIMH56TRD TIMH80TRD TIMh250TRD
Пропускная способность  10te 10te 25te 56te 80te 150te
22,000lb 22,000lb 55,000lb 123,200lb 176,000lb 330,000lbs
разрешение  0. 01te 0.01te 0.02te 0.05te 0.1te 0.2te
20lb 20lb 50lb 100lb 200lb 500lbs
Проволочный канат Ø мм  4-19mm 13-19mm 16-26mm 28-38mm 40-52mm 52-89mm
5 / 32 «-3 / 4» 1 / 2 » — 3 / 4 » 5 / 8 » — 1 » 1 1 / 8 » — 1 1 / 2 » 1 5 / 8 » — 2 » 2 «- 3 1 / 2»
Вес  9кг 90кг 86кг 81кг 76кг 230кг
20lbs 198lbs 190lbs 179lbs 168lbs 506lbs
Тип батареи Беспроводная версия щелочные батареи 4x AA
Срок службы батареи Беспроводная версия 1200hrs
Рабочая температура  -10 До + 50 ° C
14 до 122 ° F
точность 2% FS
Диапазон Беспроводная версия 700m
  Беспроводная версия 2300 ft
Protection IP67
Максимальная Скорость  50m в минуту 20m в минуту
164ft в минуту 65 футов в минуту
Линейный выход и скорость с помощью программного обеспечения SW-MWLC
Размер A  422мм 880мм 1250мм
16. 62 « 34.65 » 49.21 «
Размер B  328мм 700мм 1050мм
12.9 « 27.55 » 41.33 «
Размер C  152мм 330мм 416мм
5.98 « 12.99 » 16.37 «
Размер D  36мм 110мм 153мм
1.4 « 4.33 » 6.02 «

Скачать

Тензометры

Если полоска проводящего металла растягивается, он станет стройнее и длиннее, и изменения, приводящие к увеличению электрического сопротивления из конца в конец. Наоборот, если полоска проводящего металла под силу сжатия (без потери устойчивости), он будет расширяться и сокращаться. Если эти напряжения находятся в пределах предела упругости металлической полосы (так, чтобы полосы не постоянно деформируется), полоса может быть использована в качестве измерительного элемента физическую силу, количество приложенной силы выведены из измерения его сопротивления.

Такое устройство называется датчика. Тензометры часто используется в механических инженерных исследований и разработок для измерения напряжения, порожденные техникой. Тестирование самолета компонент является одной из областей применения, миниатюрные тензометрические полоски приклеиваются к конструктивные элементы, связи и любых других важнейших компонентов планера для измерения напряжения. Большинство датчиков деформации меньше почтовой марки, и они выглядят примерно так:

Провода тензодатчика являются очень тонкими: если из круглой проволоки, около 1/1000 дюйма в диаметре. Кроме того, Тензометрические проводники могут быть тонкие полоски металлической пленки, нанесенной на непроводящей подложке материала, называемого перевозчика. Последняя форма тензодатчика представлена ​​в предыдущем примере. Название «таможенный калибровке» уделяется тензодатчики, которые приклеены к более крупной структуры, в условиях стресса (так называемый опытный образец). Задача связи тензодатчики для тестирования образцов может оказаться очень простым, но это не так. «Замер» это ремесло в своем собственном праве, абсолютно необходимы для получения точного, стабильного измерения напряжения. Можно также использовать пеших проволока натянута между двумя механическими точки для измерения напряжения, но этот метод имеет свои ограничения.

Типичные сопротивления тензодатчика варьироваться от 30 Ω до 3 кОм (безударный). Это сопротивление может изменить только часть процентов за весь спектр силу датчик, с учетом ограничений, накладываемых упругих пределы калибровочного материала и образца. Сил достаточно велика, чтобы вызвать большие изменения сопротивления будет постоянно деформироваться образца испытания и / или калибровочных самих проводников, тем самым разрушая шаблон, измерительный прибор. Таким образом, для того, чтобы использовать тензодатчик в качестве практического инструмента, мы должны измерять очень малые изменения сопротивления с высокой точностью.

Такие требования точности призывает к измерительной цепи моста. В отличие от моста Уитстона показано в предыдущей главе, с помощью нуль-детектора и равновесие человека-оператора, чтобы сохранить состояние равновесия, мост тензодатчик схема указывает измеренный штамма степень дисбаланса, а также использует точности вольтметра в центре преодолеть, чтобы обеспечить точное измерение этого дисбаланса:

Как правило, реостат плечо моста (R 2 на рисунке), устанавливается на значение, равное сопротивлению тензодатчика, не применять силу. Два отношения оружия моста (R 1 и R 3) устанавливаются равными друг другу. Таким образом, не сила, приложенная к тензодатчика, мост будет симметрично сбалансированным и вольтметр будет показывать ноль вольт, представляющих нулевую силу датчика. Как тензодатчика либо сжатый или напряжены, его сопротивление будет уменьшаться или увеличиваться, соответственно, таким образом, разбалансировки моста и производство указание на вольтметр. Этот механизм, с помощью одного элемента моста изменение сопротивления в ответ на измеряемой величины (механической силы), известен как четверть мостовой схемы.

Так как расстояние между датчиком напряжения и три сопротивления в мостовой схеме могут быть значительными, сопротивление проводов оказывает существенное влияние на работу схемы. Чтобы проиллюстрировать последствия сопротивление провода, я покажу то же схему, но и добавить два резистора символов в серии с тензодатчика представляют провода:

Сопротивление тензодатчика в (R избыточное давление) не только измеряемое сопротивление: провода сопротивлением R wire1 и R wire2, находясь в серии с манометром R, также вносят вклад в сопротивление нижней части реостата руку от моста, и следовательно, способствовать указания на вольтметр. Это, конечно, будет неправильно интерпретирована по счетчику, как физические нагрузки на датчик.

Хотя этот эффект не может быть полностью устранена в этой конфигурации, оно может быть сведено к минимуму с добавлением 1/3 провода, соединяющие правую сторону вольтметр непосредственно к верхнему проводу тензодатчика:

Потому что третий провод выполняет практически нет (в связи с чрезвычайно высоким внутренним сопротивлением вольтметра в), его сопротивление не упадет любой значительное количество напряжения. Обратите внимание, что сопротивление верхнего провода (R wire1) был «обход» теперь, что вольтметр подключается непосредственно к верхней терминал тензодатчика, оставив только сопротивление нижнего провода (R wire2) содействовать посторонний сопротивление последовательно с колеи. Не идеальное решение, конечно, но в два раза лучше, как последняя цепь!

Существует способ, однако, чтобы уменьшить погрешность сопротивления провода далеко за пределы только что описанного метода, а также помочь смягчить другого рода погрешности измерений в зависимости от температуры. Несчастный характеристики тензодатчиков является то, что изменение сопротивления при изменении температуры. Это свойство, общее для всех проводников, некоторые больше, чем другие. Таким образом, наша четверть мостовой схеме, как показано на рисунке (либо с двумя или с тремя проводами, соединяющими датчика к мосту) работает как термометр так же хорошо, как это происходит деформация индикатора. Если все мы хотим сделать, это мера напряжения, это не есть хорошо. Мы можем преодолеть эту проблему, однако, с помощью «фиктивных» тензодатчика вместо R 2, так что оба элемента реостат руку изменится сопротивление в той же пропорции при изменении температуры, тем самым отменив последствия изменения температуры:

Резисторы R 1 и R 3 имеют одинаковую ценность сопротивления, а тензодатчики идентичны друг другу. С не применяется сила, мост должен быть идеально сбалансированным состоянием и вольтметр должен зарегистрировать 0 вольт. Оба датчики крепятся к одной особи тест, но только один находится в положении и ориентации, чтобы подвергаться физическим нагрузкам (активный датчик). Другой датчик изолирован от всех механических напряжений, и действует только как устройство температурной компенсации («пустышка» избыточное давление). Если температурные изменения, как калибровочные сопротивления изменится на тот же процент, а состояние моста баланс остается неизменным. Только дифференциальное сопротивление (разница сопротивления между двумя датчиками деформации) производится с помощью физической силы на тестовом образце может изменить баланс моста.

Сопротивление провода не влияет на точность схемы так, как раньше, потому что провода, соединяющие оба тензодатчики до моста примерно равной длины. Таким образом, верхний и нижний участки реостат рука моста содержат примерно одинаковое количество бродячих сопротивление, и их последствия, как правило, отменить:

Хотя теперь есть два тензодатчиков в мостовой схеме, только один реагируют на механическое напряжение, и таким образом мы бы до сих пор относятся к этой договоренности, 1/4 моста. Однако, если мы возьмем верхнюю тензодатчика и расположите его так, чтобы он был открыт в противоположную силу в качестве нижнего датчика (то есть когда верхний датчик сжаты, тем ниже калибровочных будет растянуто, и наоборот), мы будем оба датчики реагирования на напрягаться, и мост будет более чутко реагировать на приложенной силы. Это использование известен как половина моста. Так как тензодатчики либо увеличить или уменьшить сопротивление той же пропорции, в ответ на изменения температуры, воздействие изменения температуры остаются отменены, и схема будет страдать минимальная температура вызванной погрешность измерения:

Пример того, как пара датчиков деформации могут быть связаны с испытательного образца таким образом, чтобы получить этот эффект показано здесь:

Не имея силы, приложенной к образцу, как тензодатчики имеют равные сопротивления мостовой схемы является сбалансированным. Однако, когда вниз силы к свободному концу образца, он будет сгибаться вниз, растягивая калибровочных № 1 и сжатие калибровочных № 2, в то же время:

В случаях, когда такие комплементарных пар тензодатчиков могут быть связаны с испытываемого образца, это может быть выгодно, чтобы все четыре элемента моста «активный» для еще большей чувствительностью. Это называется полной мостовой схеме:

Обе половины моста и полный мост конфигурации предоставляет большую чувствительность по мостовой схеме, но часто не представляется возможным связей комплементарных пар тензодатчиков для образца. Таким образом, четверть мостовой схемы часто используются в системах измерения деформаций.

Когда это возможно, полный мост конфигурацию лучше использовать. Это касается не только потому, что он более чувствителен, чем другие, а потому, что он линеен, а другие нет. Четверть моста и полумостовой схемы обеспечивают выход (дисбаланс) сигнала, который только приблизительно пропорционально приложенной силе тензодатчика. Линейность, или пропорциональности, эти мостовые схемы лучше всего, когда количество изменение сопротивления в связи с приложенной силы очень малы по сравнению с номинальной сопротивления датчика (ов). С полным мостом, однако, выходное напряжение прямо пропорционально приложенной силе, без приближения (при условии, что изменение сопротивления, приложенной силы равна для всех четырех тензорезисторов!).

В отличие от Уитстона и Кельвина мостов, которые обеспечивают измерения в состоянии идеального баланса и, следовательно, работать независимо от источника напряжения, количества источников (или «возбуждение») напряжение в вопросах, несбалансированное мост, как это. Таким образом, процедить мостов калибровочных оценивается в милливольтах дисбаланса производится на вольт возбуждения, в единицы измерения силы. Типичный пример для тензодатчика типа, используемые для измерения силы в промышленных условиях составляет 15 мВ / в 1000 фунтов. То есть, ровно 1000 фунтов приложенной силы (либо сжатие или растяжение), мост будет несбалансированным на 15 милливольт на каждый вольт напряжения возбуждения. Опять же, такой показатель является точным, если мостовой схемы является полным активным (четыре активных датчиков деформации, по одному в каждой руке моста), но только приблизительно для половины моста и четверть мостовой договоренностей.

Тензометры могут быть приобретены в сборе, как с тензометрических элементов и резисторов моста в одном корпусе, запечатал и заключены для защиты от непогоды, и оснащены механическими креплениями для установки на машины или структуры. Такой пакет обычно называется тензодатчика.

Как и многие другие темы, затронутые в этой главе, процедить калибровочные системы может стать довольно сложным и полным диссертацию на тензодатчики бы выходит за рамки этой книги.

  • ОБЗОР:
  • Тензодатчик представляет собой тонкую полоску металла, предназначенный для измерения механической нагрузки путем изменения сопротивления при стрессе (растяжении и сжатии в ее пределом упругости).
  • Тензометрические изменение сопротивления, как правило, измеряется в мостовой схеме, чтобы обеспечить точное измерение малых изменений сопротивления, а также обеспечить компенсацию изменения сопротивления в зависимости от температуры.

тензодатчиков, как это работает?

Тензодатчик — это датчик, сопротивление которого зависит от приложенной силы; Он преобразует силу, давление, натяжение, вес и т. Д. В изменение электрического сопротивления, которое затем можно измерить. Когда к неподвижному объекту прикладываются внешние силы, возникают напряжение и деформация. Напряжение определяется как внутренние силы сопротивления объекта, а деформация — как возникающие смещение и деформация.

Тензодатчик — один из важнейших инструментов электроизмерительной техники, применяемой для измерения механических величин.Как указывает их название, они используются для измерения деформации. Технический термин «деформация» состоит из деформации растяжения и сжатия, различающихся положительным или отрицательным знаком. Таким образом, тензодатчики можно использовать для измерения расширения, а также сжатия.

Напряжение тела всегда вызвано внешним или внутренним воздействием. Деформация может быть вызвана силами, давлением, моментами, теплом, структурными изменениями материала и т.п. Если выполняются определенные условия, количество или значение влияющей величины может быть получено из измеренного значения деформации.Эта функция широко используется в экспериментальном анализе напряжений. Экспериментальный анализ напряжений использует значения деформации, измеренные на поверхности образца или детали конструкции, для определения напряжения в материале, а также для прогнозирования его безопасности и долговечности. Специальные преобразователи могут быть разработаны для измерения сил или других производных величин, например моментов, давлений, ускорений, перемещений, вибраций и других. Преобразователь обычно содержит чувствительную к давлению диафрагму с прикрепленными к ней тензодатчиками.

Подробнее о тензодатчиках

Прецизионные тензодатчики общего назначения
Прецизионные тензодатчики общего назначения представляют собой инкапсулированные тензодатчики из константановой фольги, предлагаемые в большом количестве моделей для научного, промышленного и экспериментального анализа напряжений. Эти прецизионные тензодатчики могут использоваться для экспериментального анализа напряжений, мониторинга промышленного оборудования или различных научных приложений. В разделе «Тензодатчики общего назначения» вы найдете образцы тензодатчиков рядом с номерами деталей, чтобы вы могли видеть геометрию тензодатчика.Габаритные размеры также указаны в единицах СИ (метрическая, мм) и американская (английская, дюймы). Прецизионные тензодатчики общего назначения предлагаются в линейных формах, схемах с двойной параллельной сеткой, тройниковых розетках (0/90 °), прямоугольных или дельтовидных (45 ° или 60 °), штабелированных или плоских розетках и схемах сдвига.

Тензодатчики качества преобразователя
Тензодатчики качества преобразователя предназначены для клиентов, которые производят преобразователи или аналогичные чувствительные устройства. Тензодатчики, соответствующие качеству преобразователя, имеют более жесткие допуски на размеры трима держателя, что позволяет использовать край держателя для выравнивания тензодатчика, если это необходимо.Они также имеют более жесткие допуски на номинальные значения сопротивления. Эти датчики могут быть настроены на ползучесть в соответствии со спецификациями производителя преобразователя, а также могут быть настроены в соответствии с уникальными требованиями преобразователя. Они также являются отличными стандартными приборами для экспериментального анализа напряжений и / или проектов проверки деформации.

СООБРАЖЕНИЯ ПО ВЫБОРУ ДАТЧИКА
  1. Длина манометра
  2. Количество калибров в шаблоне шкалы
  3. Расположение калибров по типу калибра
  4. Сопротивление сети
  5. Чувствительный к деформации сплав
  6. Несущий материал
  7. Ширина колеи
  8. Язычок под пайку
  9. Конфигурация выступа под пайку
  10. Наличие

Тензодатчики Karma
Omega предлагает полную линейку тензодатчиков Karma.Тензодатчики Karma могут использоваться для различных статических и динамических приложений. Тензодатчики Karma используются для датчиков, где требуется долговременная стабильность или использование при более высоких температурах. При использовании при комнатной температуре для измерения статической деформации датчик будет иметь очень хорошую стабильность в течение месяцев или даже лет. Тензодатчики Karma также рекомендуются для измерения статической деформации в широком диапазоне температур от -75 до 200 ° C (от -100 до 392 ° F) из-за их хорошей линейности в этом широком диапазоне температур.Тензодатчики Karma часто используются в конструкциях датчиков, рассчитанных на усталость. Усталостная долговечность сплава Karma, как правило, намного лучше, чем у константана, поэтому датчики, использующие тензодатчики Karma, обеспечивают хорошую усталостную долговечность. Karma — это никель-хромовый сплав, который был выбран в качестве материала для тензодатчиков из-за его способности компенсировать модуль упругости, что способствует значительному уменьшению сдвига диапазона в конструкции преобразователя. Для сплавов Karma коэффициент толщины имеет тенденцию уменьшаться с повышением температуры. Этот эффект уменьшения модуля упругости приведет к уменьшению смещения пролета.У сплавов Karma есть недостатки, например, их сложно паять без специальных флюсов. У OMEGA есть решение. Мы устранили эту проблему, предложив наши тензодатчики Karma с медными контактными площадками под пайку. Никаких специальных флюсов или процедур не требуется.

Тензорезисторы из фольги со скреплением
Первый тензодатчик с металлической проволокой был разработан в 1938 году. Тензодатчик из металлической фольги состоит из сетки из проволочной нити (резистора) приблизительно 0.001 дюйм (0,025 мм) толщиной, приклеивается непосредственно к деформируемой поверхности тонким слоем эпоксидной смолы. Когда к поверхности прикладывается нагрузка, результирующее изменение длины поверхности передается на резистор, и соответствующая деформация измеряется в единицах электрического сопротивления фольги, которое изменяется линейно с деформацией. Диафрагма из фольги и адгезивный связующий агент должны работать вместе, передавая напряжение, в то время как адгезив также должен служить в качестве электрического изолятора между сеткой из фольги и поверхностью.При выборе тензодатчика необходимо учитывать не только деформационные характеристики датчика, но также его стабильность и температурную чувствительность. К сожалению, наиболее желательные материалы для тензодатчиков также чувствительны к колебаниям температуры и имеют тенденцию изменять сопротивление по мере старения. Для кратковременных применений это может не быть серьезной проблемой, но для непрерывных промышленных измерений необходимо включать компенсацию температуры и дрейфа.

Выберите подходящий тензодатчик

Прецизионные тензодатчики
Прецизионные манометры с присоединенным изолированным проводом длиной 1 или 3 м для облегчения установки.Манометры серии KFH доступны в линейных формах, тройниковых розетках или плоских розетках 0/45/90.

Учить больше

Тензодатчики для приложений сдвига или крутящего момента
Полумостовые тензодатчики для приложений сдвига или крутящего момента. Их прочная конструкция, надежность и гибкость делают их подходящими для высокоточных статических и динамических преобразователей.

Учить больше

Сверхдлинная сетка для неоднородных материалов
Тензодатчики с очень длинной сеткой для измерения деформации в неоднородных материалах (т. е.е. Бетон, заполненный пластик и т. Д.)

Учить больше

Часто задаваемые вопросы

Цепи для измерения деформации
Чтобы измерить деформацию с помощью тензодатчика со связующим сопротивлением, он должен быть подключен к электрической цепи, способной измерять мельчайшие изменения сопротивления, соответствующие деформации. В тензодатчиках обычно используются четыре элемента тензодатчика, которые электрически соединены и образуют мостовую схему Уитстона.На рисунке показана типичная диаграмма тензодатчика. Мост Уитстона — это схема с разделенным мостом, используемая для измерения статического или динамического электрического сопротивления. Выходное напряжение моста Уитстона выражается в выходных милливольтах на входной вольт. Схема Уитстона также хорошо подходит для температурной компенсации. Количество активных тензодатчиков, которые необходимо подключить к мосту, зависит от области применения. Например, может быть полезно соединить датчики, которые находятся на противоположных сторонах балки, один при сжатии, а другой при растяжении. В такой конфигурации можно эффективно удвоить выходную мощность моста при той же деформации. В установках, где все рычаги подсоединены к тензодатчикам, температурная компенсация выполняется автоматически, поскольку изменение сопротивления (из-за колебаний температуры) будет одинаковым для всех плеч моста.

Тензодатчики по индивидуальному заказу
Компания OMEGA может изготовить тензодатчики по индивидуальному заказу. Мы понимаем, что нашим клиентам может потребоваться нестандартный узор, изготовленный в соответствии с их спецификациями. Пользовательские тензодатчики могут быть разработаны для упрощения установки тензодатчиков для конкретного применения или для среды с ограниченным пространством.Если вы не нашли то, что вам нужно в нашем стандартном ассортименте, сообщите нам об этом. Мы можем настроить ваш тензодатчик в соответствии с вашими потребностями, в том числе:

  • Изменить стандартный шаблон датчика
  • Создание пользовательского шаблона размера
  • Поместите несколько манометров на общий держатель
  • Обеспечьте нестандартную длину вывода
  • Использовать нестандартный материал
  • Переставьте контактные площадки для пайки или обеспечьте дополнительные точки подключения
  • Произведите обрезку определенного размера или формы для устранения препятствий

Мы можем предоставить индивидуальные спецификации ползучести в соответствии с вашим пружинным элементом, чтобы максимизировать производительность вашего датчика. Наша команда будет работать с вами над повышением или понижением компенсации ползучести в зависимости от результатов ваших испытаний. OMEGA может предоставить 1/2 или полные мосты Уитстона или индивидуальные розетки. Мы стремимся сделать покупку нестандартного тензодатчика быстрой и простой. Просто отправьте OMEGA свой индивидуальный чертеж вместе с вашими спецификациями и требуемым количеством тензодатчиков. Команда OMEGA будет работать с вами над вашим приложением и предоставить расценки на специальные тензодатчики. Мы можем изготовить контрольные образцы нестандартных калибров всего за 2 недели.С объемами производства вскоре после этого. Для вашего тензодатчика будет создан индивидуальный номер детали, чтобы сделать будущий заказ быстрым и легким.

Техническое обучение Пример использования Просмотреть эту страницу на другом языке или в другом регионе

Как работают тензодатчики — объясните, что это за штука

Фото: Этот лабораторный прибор предназначен для проверки прочности материала путем его медленного разрыва.Тензодатчики, прикрепленные к материалу (в данном случае куску алюминия в центре), позволяют ученым изучать напряжения и деформации при его деформации. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром НАСА в Лэнгли (NASA-LaRC).

Что такое штамм?

Вы в стрессе? Вы чувствуете напряжение? Когда мы говорим о «стресс» и «напряжение» в повседневной жизни мы используем два слова взаимозаменяемо. Но в науке и технике эти два слова имеют очень точные и очень разные значения:

Напряжение — это мера того, какое внутреннее давление находится в материале, когда на него действует сила.Чем больше сила или меньше площадь над которым он действует, тем более вероятно, что материал будет собирается деформироваться (изменить форму). Так же, как давление, мы измеряем стресс, разделив силу, действующую на область, в которой она действует больше, поэтому напряжение = сила / площадь.

Напряжение — это то, что происходит, когда результат стресса. Если материал подвергается воздействию силы, он часто меняет форму и становится немного длиннее (если вы его потянули отдельно) или короче (если вы их сдвинули вместе). Напряжение определяется как изменение длины, создаваемое силой, деленное на исходная длина материала.Так что если вы потянете кусок 10 см длиной эластичный и тянется на 1 см, деформация 0,1.

Иллюстрация: Сравнение концепций напряжения и деформации. Вверху: напряжение: если вы приложите тянущее усилие к стержню с определенной площадью поперечного сечения, вы создадите определенное напряжение. Если вы приложите ту же силу к грифу, занимающему половину площади, вы произведете вдвое большее напряжение. Внизу: Растяжение: Если вы не применяете силу к грифу, вы вообще не растягиваете его. Приложите определенную силу, и вы увеличите ее длину на определенную величину, создав определенное напряжение.Если вы приложите больше силы, чтобы удвоить удлинение, вы произведете вдвое большую деформацию (при условии, что материал ведет себя красивым, более простым и линейным образом).

Материалы под напряжением

Различные материалы ведут себя по-разному при одинаковых условиях. количество стресса. Если натянуть резиновую ленту, она соответственно тянется; снять стресс, и группа вернется в свое предыдущая форма. Когда материалы возвращаются к своей первоначальной форме и размер после снятия сил напряжения, мы говорим, что они подверглись упругая деформация; многие материалы ведут себя так, включая резину, некоторые пластмассы и многие металлы (которые, возможно, удивлены услышать, идеально эластичны при очень малых усилиях. вовлеченный).В конце концов, эластичные материалы достигают точки, в которой они не может справиться с лишним стрессом и постоянно растягивается. Этот вид изменение называется пластической деформацией. (Обратите внимание, что правильное значение пластика — это то, что относительно меняет форму с легкостью. Вот почему пластмассы называют пластиками: они легко поддаются обработке. при производстве им отливают различные формы.)

Фото: НАСА использует тензодатчики для измерения того, что происходит внутри крыла самолета. На главном фото показан крупный план; на небольшой вставке справа показано уменьшенное изображение с большим контекстом.Фото любезно предоставлено Центром летных исследований имени Армстронга НАСА.

Если вы инженер, напряжения и деформации невероятно высоки. важный. Если вы проектируете что-нибудь из автомобильного двигателя или мост к ветряной турбине или крылу самолета, вы знаете, что на него будут воздействовать довольно большие силы. Можно ли материалы, которые вы хотите использовать противостоять этим силам? Будут ли они упруго деформироваться крошечными суммы и безопасно вернуться к исходной форме и размеру? Будут ли они распадаться после повторяющихся нагрузок и деформаций в процессе например усталость металла (когда повторяющаяся деформация вызывает металл ослабнет и внезапно сломается). Вам нужно что-то использовать сильнее на всякий случай? А как именно узнать? Ты можете сделать свои расчеты в лаборатории и попытаться выяснить это в продвигать. Вы даже можете создавать сложные компьютерные модели, чтобы помочь ты. Но верный способ узнать, каковы материалы справиться с давлением — это использовать тензодатчики для измерения их вести себя, когда на них действуют реальные силы.

Типы тензодатчиков

Существует пять основных типов тензодатчиков: механические, гидравлические, электрические, оптические и пьезоэлектрические.Давайте сравним, как они работают.

Механический

Предположим, у вас образовалась трещина в стене вашего дома из-за проседание, и вы хотите знать, становится ли хуже. Вызывать строительным инспекторам, и они, вероятно, приклеить кусок жесткого оргстекла пластик разлинованная линиями и шкалой прямо над трещиной. Иногда его называют монитором трещин. Вы обнаружите, что на самом деле он состоит из двух отдельных пластиковые слои. Нижний слой имеет линейчатую шкалу, а верхний слой имеет красную стрелку или указатель.Вы приклеиваете один слой к одной стороне трещина и один слой в другой, так что, когда трещина открывается, слои очень медленно скользят друг за другом, и вы можете видеть указатель перемещается по шкале. В зависимости от того, как быстро движется трещина, вы знаете, как долго вы необходимо принять меры и решить вашу проблему!

Фото: простой механический монитор трещин. Вы смотрите, как красное перекрестие перемещается по шкале по мере того, как трещина расширяется. Такие детекторы производят такие компании, как Avongard; вы можете найти другие бренды, выполнив поиск по запросу «crack monitor» в вашей любимой поисковой системе или на аукционе.

Некоторые механические тензодатчики еще более грубые, чем этот. Вы просто приклеиваете кусок пластиком или стеклом через трещину и подождите, пока оно разобьется, когда здание движется.

Гидравлический

Одна из проблем тензодатчиков — определение очень малых деформаций. Вы можете представить себе, например, ситуация, когда ваш дом медленно оседает, но движение настолько мало, что не будет появиться — возможно, до тех пор, пока не будет нанесен ущерб. С помощью простого детектора трещин, такого как описанные выше, требуется 1 мм движения здания. для перемещения на 1 мм поверхности детектора трещин.Но что, если мы хотим обнаружить движения меньшего размера, которые не отображаются на шкале? В данном случае нам действительно нужен тензодатчик. с рычагом , который усиливает деформацию, поэтому даже небольшое движение детектирующего элемента вызывает очень большое и легко измеримое перемещение указателя по шкале.

Гидравлические детекторы предлагают решение и работают как простые шприцы. Шприцы — это, по сути, гидравлические поршни, в которых небольшое движение жидкости в большом поршне (часть, которую вы нажимаете пальцем) вызывает гораздо большее движение жидкости в маленьком поршне, прикрепленном к нему (игле, через которую выходит жидкость). Легко увидеть, как это можно использовать в тензометрическом датчике: вы просто подключаете свой большой поршень к тому, что создает деформацию, и используете меньший поршень в меньшей трубке, отмеченной шкалой, чтобы указать, сколько движения произошло. . Относительный размер поршней определяет, насколько масштабируется движение, которое вы пытаетесь обнаружить. Обычно гидравлические тензодатчики, подобные этому, увеличивают перемещение примерно в 10 раз и обычно используются в геологии и науках о Земле.

Изображение: простой пример гидравлического тензодатчика.Деформация, которую вы хотите измерить, нажимает на зеленую кнопку (вверху слева). Это заставляет большой широкий поршень (желтый, 55) попасть в гидравлический цилиндр (красный, 56), выдавливая захваченную жидкость (синий) через узкую трубу. Это принцип действия гидравлики: крошечные движения зеленой кнопки и желтого поршня усиливаются в гораздо более крупные движения из-за узости трубки. Жидкость течет в свернутую спиралью трубку Бурдона (оранжевая, 83), которая разворачивается в соответствии с давлением внутри нее, натягивая рычажный механизм (темно-синий, 84, 85), изменяя перекрытие между парой индукционных катушек, чтобы они отправить более или менее электрический ток в цепь. Таким образом, сила нажатия на зеленую кнопку преобразуется в измеряемый электрический сигнал. Из патента США 2600453: Ричард Вейнгарт, способ и устройство для регулирования нагрева в процессах горячей обработки. 17 июня 1952 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Электрическое сопротивление

Если вы проектируете что-то вроде крыла самолета, обычно вы необходимо проводить более сложные измерения (и многие другие их), чем позволяет простой механический тензодатчик.Ты можешь хотите измерить деформацию при взлете, например, когда двигатели развивают максимальную тягу. Вы не можете немного приставать Пластиковые датчики деформации на крыло и выйдите, чтобы измерить их во время полета! Но вы можете использовать электрические тензодатчики, чтобы сделать многое. то же самое с бортового регистратора в кабине.

Фото: два электрических тензодатчика крупным планом. Вы можете отчетливо увидеть лабиринтные схемы разводки на фольгированной основе. Они изменяют форму, вызывая изменение сопротивления проводов при изгибе фольги под действием напряжений и деформаций.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Самые распространенные электрические тензодатчики — тонкие, полосы фольги прямоугольной формы с лабиринтной разводкой на к ним ведет пара электрических кабелей. Ты наклеиваешь фольгу на материал, который вы хотите измерить, и подключите кабели к вашему компьютер или цепь контроля. Когда материал ты учишься натянута, полоска фольги очень немного погнута формы и лабиринтные провода либо растянуты в стороны (так что их провода растянуты немного тоньше) или сдвинуты вместе (так провода сдвигаются и становятся немного толще).Изменение ширина металлической проволоки изменяет ее электрическое сопротивление, потому что это электронам труднее переносить электрические токи по более узким проводам. Итак, все, что вам нужно сделать, это измерить сопротивление (обычно используя мост Уитстона), и при небольшом соответствующем преобразовании можно рассчитать деформацию. Если задействованные силы малы, деформация будет упругой, и тензодатчик в конечном итоге возвращается к своей первоначальной форме — так что вы можете продолжать измерения в течение определенного периода времени, например, во время испытательного полета прототипа самолет.

Подобные тензодатчики сопротивления

были изобретены в 1938 году профессором Массачусетского технологического института. Артур Руге (1905–2000) до помощь в обнаружении землетрясений.

Иллюстрация: Справа: иллюстрация оригинального тензометрического датчика электрического сопротивления Артура Руге из патента США, который он подал в сентябре 1939 года. Он состоит из проводящей металлической нити (желтого цвета), натянутой вперед и назад между парой гребенчатых опор (синий) и подключен к контактам (красный), которые можно подключить в цепь.При изменении деформации нить деформируется, и ее сопротивление увеличивается или уменьшается; измерение сопротивления — это способ косвенного измерения деформации. Датчик включает в себя вторую аналогичную нить накала (оранжевого цвета), которую можно использовать для компенсации любых изменений сопротивления, вызванных исключительно изменениями температуры. Идея состоит в том, чтобы выбрать разные материалы для двух нитей, чтобы изменения их температуры нейтрализовали друг друга. Руге сделал свои нити из чувствительных к деформации сплавов, таких как Advance (медь-никель) и нихром (никель-хром).Из патента США 2 350 972: тензодатчик Артура К. Руге, 6 июня 1944 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Оптический

Некоторые материалы меняют свои оптические свойства (то, как они пропускают или отражают свет), когда они подвергаются нагрузкам и деформациям. Хорошими примерами являются стекло и пластмассы. Хотя стекло является удивительно полезным и универсальным материалом, оно хрупкое и хрупкое и потенциально очень опасно: если оно подвергается слишком большой нагрузке, оно может внезапно треснуть или разбиться без предупреждения. Это могло быть настоящей проблемой для чего-то вроде зеркального стекла витрины или лобового стекла автомобиля. Один из способов определить деформацию стекла — направить на него поляризованный свет под углом. Часть света будет отражаться, а часть передаваться; относительные количества прошедшего и отраженного света будут меняться в зависимости от того, насколько сильно деформировано стекло. Измеряя количество отраженного света, мы можем точно измерить деформацию стекла.

Изображение: оптический датчик деформации, вид сбоку (вверху) и сверху (внизу), работает аналогично устройству, называемому полярископом (или поляриметром).Он состоит из двух полых трубок (серые 1,2), расположенных под углом к ​​стеклу (зеленого цвета). Мощный свет (синий, 6) направляет сфокусированный луч (желтый) на стекло через поляризационный фильтр (красный, 8). В зависимости от того, натянуто ли стекло и насколько сильно, часть света отражается от поверхности стекла через второй фильтр (оранжевый, 9) и попадает на фотоэлемент (фиолетовый, 14). Это преобразует свет в электрический сигнал, заставляя иглу подниматься или опускаться в амперметр (синий, 15).Чем больше нагрузка на стекло, тем больше отражается света и тем выше показания амперметра. Из патента США 2119577: Тензодатчик и метод измерения деформации в стекле Сэмюэля МакК. Грей, 7 июня 1938 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Пьезоэлектрический

Некоторые типы материалов, включая кристаллы кварца и различные типы керамики, по сути, являются «естественными» тензодатчиками. Если вы толкаете и тянете их, они генерируют крошечные электрические напряжения между их противоположными лицами.Это явление называется пьезоэлектричество (произносится как «пи-айыы-зо электричество»), и это, вероятно, наиболее известно как способ создания хронометража сигнал в кварцевых часах. Измерьте напряжение от пьезоэлектрического датчик, и вы можете очень просто рассчитать деформацию. Пьезоэлектрический тензодатчики являются одними из самых чувствительных (примерно в 1000 раз больше, чем более простые типы), надежны и выдерживают годы многократного использования. (Иногда их называют пьезоэлектрические преобразователи, поскольку они преобразуют механические энергия в электрическую энергию.)

Фото: Как работает пьезоэлектрический тензодатчик. Прикрепите его к объекту, который вы тестируете, который может быть простым стальным стержнем (серый, 1). Датчик представляет собой плоский кристалл (синий, 3) с двумя параллельными гранями, к которым прикреплены электроды (красного и оранжевого цвета, 4 и 5), прикрепленные к контактам (желтый, 6 и 7), которые выходят на внешнюю цепь и какой-то метр. Нижняя грань кристалла (красная) очень прочно связана цементом (8) с испытуемым образцом. По мере деформации образца кристалл также деформируется, создавая небольшое напряжение между его верхней и нижней гранями при изменении его формы.Чем больше деформация, тем больше напряжение, поэтому измерение напряжения — очень точный способ измерения деформации. Из патента США 2,558,563: пьезоэлектрический тензодатчик, разработанный Уильямом Янссеном, General Electric, 26 июня 1951 г. , любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Другие типы

Бесстрашные инженеры всегда открывают для себя новые и лучшие способы решения задач, в том числе измерение напряжения. Появление новых материалов вдохновило на разработку некоторых гениальных типов детекторов деформации, в том числе гибкие с использованием графена и краски из квантовых точек.

Как работает тензодатчик?

Что такое тензодатчик?

Тензодатчик — это тип преобразователя, который представляет собой устройство, преобразующее энергию из одной формы в другую. В частности, весоизмерительные ячейки представляют собой преобразователи силы , преобразующие кинетическую энергию силы, такой как растяжение, сжатие, давление или крутящий момент, в измеримый электрический сигнал. Сила сигнала изменяется пропорционально приложенной силе. В зависимости от выходного сигнала существует три основных типа датчиков веса: гидравлические, пневматические и тензодатчики. (Центр тензодатчиков имеет дело исключительно с тензодатчиками.)

Наиболее часто используемым типом тензодатчика в промышленных приложениях является тензодатчик. Этот тип датчика веса является точным и экономичным. Датчик нагрузки тензодатчика состоит из твердого металлического корпуса (или «пружинного элемента»), на котором закреплены тензодатчики. Корпус обычно изготавливается из алюминия, легированной стали или нержавеющей стали, что делает его очень прочным, но при этом минимально эластичным. При приложении нагрузки корпус датчика веса слегка деформируется, но, если он не перегружен, всегда возвращается к своей исходной форме.В ответ на изменение формы тела тензодатчики также меняют форму. Это, в свою очередь, вызывает изменение электрического сопротивления тензодатчика, которое затем может быть измерено как изменение напряжения. Поскольку это изменение выходной мощности пропорционально приложенному весу, вес объекта может быть определен по изменению напряжения.

Тензодатчики

Как работает датчик веса?

Чтобы ответить на вопрос «Как работает тензодатчик?» Сначала нам нужно ответить на вопрос «Как работает тензодатчик?». Тензодатчик — это устройство, которое измеряет изменение электрического сопротивления при приложении силы. Типичный тензодатчик состоит из очень тонкой проволоки или фольги, расположенной в виде сетки таким образом, чтобы при приложении деформации вдоль одной оси возникало линейное изменение сопротивления. Доступно множество типов тензодатчиков:

  • Линейные тензодатчики: Проволока, прикрепленная к основе тензодатчика, проходит параллельно краям тензодатчика. Они используются для измерения осевой деформации и деформации изгиба.
  • Датчики деформации сдвига: Проволока, прикрепленная к основе тензодатчика, проложена под углом 45º к сторонам датчика. Они используются для измерения.

Тензодатчики часто используются в тандеме с большим количеством тензодатчиков для повышения точности. Один активный тензодатчик называется четвертьмостом, два активных тензодатчика — полумостом, а четыре активных тензодатчика — полным мостом.

Изменения сопротивления тензодатчика различаются в тензодатчиках и тензодатчиках. тензодатчики сжатия. Сила натяжения заставляет тензодатчик становиться тоньше и длиннее, увеличивая сопротивление. Сила сжатия заставляет тензодатчик становиться все толще и короче, уменьшая сопротивление. Тензодатчик прикреплен к тонкой основе (держателю), которая прикреплена непосредственно к датчику нагрузки, позволяя тензодатчику испытывать нагрузку на датчик.

Изменение сопротивления, измеренное одним тензодатчиком, очень мало, около 0.12 Ом. Чувствительность тензодатчика увеличивается с увеличением количества тензодатчиков. Хороший способ превратить эти небольшие изменения в нечто более измеримое — соединить их в виде моста Уитстона.

Типы тензодатчиков

Тензодатчики имеют разную ориентацию в зависимости от типа измеряемой силы. Деформация изгиба, деформация сдвига, осевая деформация, крутящий момент и давление измеряются с использованием специальной схемы тензодатчиков. См. Наш блог о типах тензодатчиков для получения дополнительной информации.

Мост Уитстона

Мост Уитстона представляет собой конфигурацию из четырех симметричных резисторов с известным напряжением возбуждения, приложенным, как показано ниже:

В EX — известное постоянное напряжение, а V O измеряется. Если все резисторы сбалансированы, то есть R 1 / R 2 = R 3 / R 4 , то V O равно нулю. Если есть изменение номинала одного из резисторов, тогда V O будет иметь результирующее изменение, которое можно измерить и интерпретировать с помощью закона Ома.Закон Ома гласит, что ток (I, измеренный в амперах), протекающий по проводнику между двумя точками, прямо пропорционален напряжению (V) в этих двух точках. Сопротивление (R, измеряемое в Ом) вводится как константа в этом соотношении, не зависящая от тока. Закон Ома выражается уравнением I = V / R.

При применении к 4 ветвям мостовой схемы Уитстона результирующее уравнение выглядит следующим образом:

V O = R3 R 2 EX
R 3 + R 4 R 1 + R 2

В тензодатчиках эти резисторы заменяются тензодатчиками при попеременных измерениях растяжения и сжатия.Когда к весоизмерительному датчику прикладывается сила, сопротивление каждого тензодатчика изменяется, и измеряется V O . Из полученных данных можно легко определить V O , используя приведенное выше уравнение.

Часто задаваемые вопросы

Как мне определить чувствительность весоизмерительного датчика (также называемую полной шкалой или номинальной мощностью), если она неизвестна?

Чтобы вычислить неизвестную чувствительность весоизмерительного датчика, нам необходимо знать номинальную емкость. Если вам не хватает номинальной мощности, вы не сможете выполнить этот тест. Нам нужно будет приложить и записать используемое напряжение возбуждения, а также приложенную силу.


Предположим, мы используем напряжение возбуждения 10 В на датчике нагрузки 5000 фунт-сила. Давайте также применим известную нагрузку точно в 5000 фунтов силы к этому датчику веса и измерим выходную мощность (мВ). Получив результат измерения 30,09 мВ, мы можем разделить это значение на наше напряжение возбуждения 10 В и определить, что эта ячейка имеет чувствительность или номинальную выходную мощность полной шкалы 3.009 мВ / В.

Дара Трент, директор по техническому контенту

В Load Cell Central с 2017 года Дара работает напрямую с нашими инженерами и техническими специалистами, создавая точный и актуальный контент для обслуживания и информирования наших клиентов. Помимо написания контента, она также управляет нашим графическим дизайном и интернет-маркетингом.

Тензодатчик

: принцип, типы, особенности и применение | by Encardio rite

3 июля 2019 г. | Источники: Encardio-Rite

Тензометрические датчики — важные геотехнические инструменты, которые измеряют деформацию в подземных полостях, туннелях, зданиях, бетоне, каменных дамбах, мостах, заделках в почве / бетоне.и т. д. Основная цель тензодатчика — косвенно количественно определять напряжение и его изменение во времени. Изменение напряжения определяется путем умножения измеренной деформации на модуль упругости.

Вот все, что вам нужно знать о тензодатчиках. Мы рассмотрели его принципы работы, характеристики, особенности, а также области применения.

Тензодатчик

был изобретен в 1938 году Эдвардом Э. Симмонсом и Артуром Руге. Это один из важных датчиков, используемых в геотехнической области для измерения степени деформации любого сооружения (плотин, зданий, атомных станций, туннелей и т. Д.).). Сопротивление тензодатчика зависит от приложенной силы и преобразует такие параметры, как сила, давление, натяжение, вес и т. Д., В изменение сопротивления, которое можно измерить позже.

Когда к объекту прикладывается внешняя сила, он имеет тенденцию изменять свою форму и размер, тем самым изменяя свое сопротивление. Напряжение — это внутренняя сопротивляемость объекта, а деформация — это величина деформации, которую он испытывает.

Любой базовый тензодатчик состоит из изолирующей гибкой основы, которая поддерживает узор из металлической фольги.Датчик прикрепляется к объекту, находящемуся под напряжением, с помощью клея. Деформация объекта вызывает искажение фольги, что в конечном итоге изменяет удельное электрическое сопротивление фольги. Это изменение удельного сопротивления измеряется мостом Уитстона, который связан с деформацией величиной, называемой калибровочным фактором.

Тензодатчик зависит от удельного электрического сопротивления любого проводника. Сопротивление в любом проводящем устройстве зависит от его длины, а также от площади поперечного сечения.

Предположим, что L1 — это исходная длина провода, а L2 — новая длина после приложения к нему внешней силы, деформация (ε) определяется формулой:

ε = (L2-L1) / L1

Теперь , всякий раз, когда внешняя сила изменяет физические параметры объекта, его удельное электрическое сопротивление также изменяется. Датчик деформации измеряет эту деформацию с помощью формулы калибровочного фактора.

В случае реального мониторинга при строительстве бетонных конструкций или памятников нагрузка прикладывается в точке приложения нагрузки тензодатчика, который состоит из тензодатчика, расположенного под ним.Как только сила прилагается, тензодатчик деформируется, и эта деформация вызывает изменение его электрического сопротивления, что в конечном итоге изменяет выходное напряжение.

Измерительный коэффициент — это коэффициент чувствительности тензодатчиков, который определяется по формуле:

GF = [ΔR / (RG * ε)]

Где

ΔR = Изменение сопротивления, вызванное деформацией

RG = сопротивление недеформированной толщины

ε = деформация

Коэффициент толщины обычной металлической фольги обычно немного больше 2.Выходное напряжение моста Уитстона, SV определяется по формуле:

SV = {EV x [(GF x ε) / 4]}

Где

EV — напряжение возбуждения моста

Манометрический коэффициент различные материалы указаны ниже:

Материал

Измерительный коэффициент

Тензодатчик из металлической фольги

2–5

Тонкопленочный металл (например, константан)

2

Монокристаллический кремний

-125 до + 200

Поликремний

± 30

Ge p-типа

102

Толстопленочные резисторы

100

Тензодатчик работает по принципу электропроводности и ее зависимости от геометрии проводника.Когда проводник растягивается в пределах своей упругости, он не ломается, а становится уже и длиннее. Точно так же, когда он сжимается, он становится короче и шире, в конечном итоге меняя его сопротивление.

Мы знаем, что сопротивление напрямую зависит от длины и площади поперечного сечения проводника:

R = L / A

Где,

R = сопротивление

L = длина

A = поперечное -Площадь сечения

Изменение формы и размера проводника также приводит к изменению его длины и площади поперечного сечения, что в конечном итоге влияет на его сопротивление.

Любой типичный тензодатчик будет иметь длинную тонкую проводящую полоску, расположенную зигзагообразно из параллельных линий. Причина их зигзагообразного выравнивания заключается в том, что они не увеличивают чувствительность, поскольку процентное изменение сопротивления для данной деформации для всей проводящей полосы одинаково для любой отдельной дорожки.

Кроме того, отдельная дорожка подвержена перегреву, что изменит ее сопротивление и, таким образом, затруднит точное измерение изменений.

Как упоминалось ранее, тензодатчики работают по принципу сопротивления проводника, что дает вам значение манометра. Коэффициент по формуле:

GF = [ΔR / (RG * ε)]

На практике изменение деформации объекта — очень малая величина, которую можно измерить только с помощью моста Уитстона.Схема моста Уитстона приведена ниже.

Рисунок 1: Схема тензометрического датчика

Мост Уитстона представляет собой сеть из четырех резисторов с напряжением возбуждения Vext, приложенным к мосту. Мост Уитстона является электрическим эквивалентом двух параллельных цепей делителя напряжения с R1 и R2 в качестве одного из них и R3 и R4 в качестве другого.

Выход цепи Уитстона определяется как:

Vo = [(R3 / R3 + R4) — (R2 / R1 + 2)] * Vex

Когда R1 / R2 = R4 / R3, выходное напряжение Vo равен нулю, и мост называется уравновешенным.Следовательно, любое изменение значений R1, R2, R3 и R4 приведет к изменению выходного напряжения. Если вы замените резистор R4 тензодатчиком, даже незначительное изменение его сопротивления изменит выходное напряжение Vex, которое является функцией деформации. Эквивалентная выходная деформация и выходное напряжение всегда имеют соотношение 2: 1.

Характеристики тензодатчиков следующие:

  1. Они обладают высокой точностью и не подвержены влиянию температурных изменений. Однако, если на них действительно влияют изменения температуры, имеется термистор для корректировки температуры.
  2. Они идеально подходят для связи на большие расстояния, так как на выходе выдается электрический сигнал. Тензодатчики
  3. требуют простого обслуживания и имеют длительный срок службы.
  4. Изготовление тензодатчиков легко благодаря простому принципу работы и небольшому количеству компонентов.
  5. Тензодатчики рассчитаны на длительную установку. Однако они требуют определенных мер предосторожности при установке.
  6. Все тензодатчики, производимые Encardio-Rite, герметичны и изготовлены из нержавеющей стали, что делает их водонепроницаемыми.
  7. Они полностью герметизированы для защиты от повреждений при манипулировании и установке.
  8. Также возможно дистанционное цифровое считывание показаний тензодатчиков.

Тензодатчики широко используются в области геотехнического мониторинга для постоянного контроля конструкций, плотин, туннелей и зданий, чтобы вовремя избежать аварий. Области применения тензодатчиков:

Aerospace

Тензодатчики крепятся к несущим конструктивным элементам для измерения напряжений вдоль траекторий нагрузки для прогиба или деформации крыла в самолете.

Тензодатчики подключаются к цепям моста Уитстона, и их области применения включают бортовые блоки формирования сигналов, источники питания возбуждения и телеметрию, необходимую для считывания измерений на месте.

Кабельные мосты

Контрольно-измерительные приборы мостов используются для проверки проектных параметров, оценки эффективности новых технологий, используемых при строительстве мостов, для проверки и контроля процесса строительства и для последующего мониторинга производительности.

Хорошо оборудованные мосты могут предупреждать ответственные органы о приближающемся отказе, чтобы предпринять превентивные меры. Выбор подходящих типов датчиков, технологии, диапазона измерения и их расположения на мосту очень важен для оптимизации затрат и получения всех преимуществ от измерительных приборов.

Становится необходимым регулярно контролировать мосты на предмет деформации любого вида, так как это может привести к несчастным случаям со смертельным исходом. Технология тензодатчиков используется для мониторинга огромных мостов в режиме реального времени, что делает проверки точными.

Например, мост Ямуна в Аллахабад-Найни представляет собой вантовый мост длиной 630 метров через реку Ямуна. Мост оборудован множеством измерительных каналов, которые определяют скорость ветра и натяжение его тросов.

Мониторинг рельсов

Тензодатчики

имеют долгую историю обеспечения безопасности рельсов. Он используется для измерения напряжения и деформации рельсов. Тензодатчики измеряют осевое растяжение или сжатие без ударов по рельсам. В случае возникновения чрезвычайной ситуации тензодатчики могут выдавать предупреждение, поэтому обслуживание может быть выполнено на ранней стадии, чтобы минимизировать влияние на железнодорожное движение.

Измерение крутящего момента и мощности вращающегося оборудования

Тензодатчики могут измерять крутящий момент, прилагаемый двигателем, турбиной или двигателем к вентиляторам, генераторам, колесам или гребным винтам. Вы найдете такое оборудование на электростанциях, кораблях, нефтеперерабатывающих заводах, автомобилях и в промышленности.

Тензодатчики широко используются в области геотехнического мониторинга и контрольно-измерительной аппаратуры для постоянного контроля плотин, внутренней облицовки туннелей, конструкций, зданий, вантовых мостов и атомных электростанций, чтобы избежать аварий и аварий в случае их деформации. .

Своевременно принятые меры помогут избежать несчастных случаев и гибели людей из-за деформаций. Следовательно, тензодатчики являются важными датчиками в геотехнической области.

Тензодатчики устанавливаются на эти конструкции, а затем полные данные с них могут быть извлечены удаленно с помощью регистраторов данных и считывающих устройств. Они считаются важным измерительным оборудованием для обеспечения производительности и безопасности.

Существует несколько типов тензодатчиков, основанных на принципе их работы, а именно.механический, оптический, акустический, пневматический или электрический. Что касается монтажа, тензодатчики могут быть приклеенными или несвязанными, и в зависимости от конструкции у нас могут быть фольговые, полупроводниковые и фотоэлектрические датчики деформации.

Encardio-rite в основном работает с шестью различными типами тензодатчиков:

Модель EDS-11V / Герметичный тензодатчик с вибрирующей проволокой

Тензометр модели EDS-11V подходит для заделки в грунт или бетон или для поверхностного монтажа с помощью сварки. на стальных конструкциях.Он предоставляет важные количественные данные о величине и распределении деформации сжатия и растяжения, а также ее изменения во времени.

Тензомер Encardio-rite включает новейшую технологию вибрирующей проволоки для обеспечения удаленного цифрового считывания деформации сжатия и растяжения в плотинах, мостах, подземных полостях, канализационных / метро / железнодорожных / автомобильных туннелях, шахтах, стальных конструкциях и других областях приложение, где требуется измерение деформации.

Долговременная стабильность достигается за счет циклического изменения температуры и нагрузки, уникального метода зажима проволоки путем создания вакуума 1/1000 Торр внутри датчика посредством электронно-лучевой сварки.В результате полностью исключается влияние окисления, влаги, условий окружающей среды и любого проникновения воды.

Принцип работы герметичного тензодатчика с вибрирующей проволокой

Измеритель деформации вибрирующей проволоки Encardio-rite в основном состоит из магнитной растянутой проволоки с высокой прочностью на растяжение, один конец которой закреплен, а другой конец смещен пропорционально изменению напряжение.

Любое изменение деформации напрямую влияет на натяжение проволоки, что приводит к соответствующему изменению частоты вибрации проволоки.Резонансная частота, с которой колеблется провод, считывается блоком считывания. Напряжение пропорционально квадрату частоты, и устройство считывания может отображать это непосредственно в деформациях.

Характеристики герметичного тензодатчика с вибрирующей проволокой

  1. Тензодатчик точный, прочный и недорогой
  2. Обеспечивает долгосрочную стабильность и высокую надежность
  3. Герметично запечатан под вакуумом 0,001 Торр
  4. Тензодатчик изготовлен из нержавеющей стали
  5. Не требует специальной установки и обслуживания
  6. Вместе с тензодатчиком доступен широкий спектр аксессуаров
  7. Термистор доступен для температурной коррекции
  8. Дистанционное цифровое считывание для измерения деформации
  9. Простота регистрации данных

Применение герметичного тензодатчика с вибрирующей проволокой

  1. Измерение и контроль.. (Подробнее ..)

Полупроводниковый тензодатчик — обзор

Полупроводниковые тензодатчики

Полупроводниковые тензодатчики используют пьезорезистивный эффект в некоторых полупроводниковых материалах, таких как кремний и германий, для повышения чувствительности и выход более высокого уровня.

Полупроводниковые манометры могут изготавливаться с положительными или отрицательными изменениями при деформации. Их можно сделать физически маленькими, сохраняя при этом высокое номинальное сопротивление.

Полупроводниковые тензодатчики могут иметь в 30 раз большую чувствительность, чем мосты из металлических пленок, но они чувствительны к температуре и их трудно компенсировать. Их изменение сопротивления при деформации также нелинейно. Они не так широко используются, как более стабильные металлопленочные устройства для точной работы; однако там, где важна чувствительность, а колебания температуры невелики, они могут иметь некоторое преимущество.

Приборы аналогичны инструментам для металлопленочных мостов, но менее критичны из-за более высоких уровней сигнала и пониженной точности преобразователя.На рис. 4-26 показаны относительные характеристики металлических и полупроводниковых тензорезисторов.

Рисунок 4-26. Сравнение тензодатчиков металлического и полупроводникового типа.

Пьезоэлектрические преобразователи силы используются там, где измеряемые силы являются динамическими (т.е. постоянно меняются в течение интересующего периода — обычно порядка миллисекунд). В этих устройствах используется эффект изменения заряда определенных материалов, когда они подвергаются физическому воздействию.Фактически, пьезоэлектрические преобразователи — это преобразователи смещения с довольно большими выходами заряда для очень малых смещений, но они неизменно используются в качестве преобразователей силы при условии, что в упругом материале смещение пропорционально силе. Пьезоэлектрические устройства создают значительное выходное напряжение в таких приборах, как акселерометры для исследования вибрации. Формирование выходного сигнала пьезоэлектрического датчика обсуждается в Разделе 4-4 этой главы.

Тензодатчики могут использоваться для измерения силы, как показано на рис. 4-27, где консольная балка слегка отклоняется под действием приложенной силы.Для измерения изгиба балки используются четыре тензодатчика: два сверху и два снизу. Датчики соединены по схеме четырехэлементного моста. Напомним из раздела 4-2, что эта конфигурация дает максимальную чувствительность и по своей сути линейна. Эта конфигурация также предлагает коррекцию первого порядка для температурного дрейфа в отдельных тензодатчиках.

Рисунок 4-27. Датчик силы луча, использующий тензодатчик

Тензорезисторы — это устройства с низким импедансом, следовательно, они требуют значительной мощности возбуждения для получения разумных уровней выходного напряжения.Типичный мост с тензодатчиками на основе тензодатчиков будет иметь импеданс 350 Ом и определен как имеющий чувствительность в диапазоне 3–10 мВ полной шкалы на вольт возбуждения.

Датчик веса состоит из четырех отдельных тензодатчиков, расположенных в виде моста, как показано на Рисунке 4-28. Для напряжения возбуждения моста 10 В с номинальным значением 3 мВ / В при полной нагрузке будет доступно 30 мВ сигнала.

Рисунок 4-28. Весоизмерительный датчик, состоящий из четырех тензодатчиков, показан в физическом (вверху) и электрическом (внизу) представлениях

Хотя увеличение привода моста может увеличить выходную мощность, эффекты самонагрева являются значительным ограничением этого подхода — они могут вызывать ошибочные показания, или даже разрушение устройства.Одним из способов обойти это ограничение является использование импульсного управляющего сигнала с малой скважностью для возбуждения.

Многие весоизмерительные ячейки имеют соединения ± «SENSE», как показано, чтобы электроника формирования сигнала могла компенсировать падения постоянного тока в проводах (измерение Кельвина, как описано в Разделе 4-2). Это доводит количество проводов до шести для полностью оснащенного моста. Некоторые весоизмерительные ячейки могут также иметь дополнительные внутренние резисторы для температурной компенсации.

Давление в жидкостях и газах измеряется электрически с помощью различных датчиков давления.Ряд механических преобразователей (включая диафрагмы, капсулы, сильфоны, трубки манометра и трубки Бурдона) используются для измерения давления путем измерения соответствующей длины, расстояния или смещения, а также для измерения изменений давления в результате движения, как показано на рисунке. 4-29.

Рисунок 4-29. Датчики давления используют тензодатчики для косвенного измерения давления

Выходной сигнал этого механического интерфейса затем подается на электрический преобразователь, такой как тензодатчик или пьезоэлектрический преобразователь.В отличие от тензодатчиков, пьезоэлектрические преобразователи давления обычно используются для высокочастотных измерений давления (например, для гидролокаторов или кристаллических микрофонов).

Существует множество способов определения расхода (массовый расход, объемный расход, ламинарный поток, турбулентный поток). Обычно количество протекающего вещества (массовый расход) является наиболее важным, и если плотность жидкости постоянна, измерение объемного расхода является полезной заменой, которую, как правило, легче выполнить. Один из широко используемых классов датчиков, которые косвенно измеряют расход, включает измерение давления.

Расход можно получить, взяв перепад давления в двух точках протекающей среды: одна в статической точке, а другая в потоке. Трубки Пито представляют собой одну из форм устройств, используемых для выполнения этой функции, где скорость потока определяется путем измерения перепада давления с помощью стандартных датчиков давления.

Дифференциальное давление также можно использовать для измерения расхода с использованием эффекта Вентури путем ограничения потока. Хотя существует множество измеряемых физических параметров, интерфейс электроники очень часто основан на тензодатчиках.

Основы тензометрического преобразователя

Тензодатчики

— это те крошечные датчики, которые выглядят как маленькие проволочные резисторы, чем они и являются. Эти преобразователи представляют собой чувствительные устройства, которые измеряют нагрузку, давление, крутящий момент, смещение и даже ускорение. Сопротивление тензодатчика изменяется под действием силы.

Прогнозируется, что к 2026 году мировой рынок тензодатчиков достигнет 240,6 млн долларов США по сравнению с 188 млн долларов США в 2020 году при среднегодовом темпе роста 4.2 процента, прогнозирует 360ResearchReports. Китай является крупнейшим потребителем тензодатчиков, а Северная Америка занимает второе место.

Связано: Основы тензометрических измерительных усилителей

Основы деформации

Тензодатчики измеряют не только силу деформации, но и напряжение. С инженерной точки зрения деформация — это безразмерная величина, которая представляет собой отношение изменения длины к исходной длине объекта. Таким образом, растяжение материала приводит к положительной деформации, а сжатие — к отрицательной.Деформация — это величина приложенной силы, деленная на начальную площадь поперечного сечения объекта.

Связано: Учебное пособие: В чем разница между силой, крутящим моментом, давлением и вакуумом?

Тензодатчик состоит из тонкой металлической фольги, изолированной гибкой подложкой. Ток проходит через датчик, когда поверхность измеряемого объекта растягивается или сжимается, что вызывает изменение сопротивления в датчике. Это изменение сопротивления пропорционально изменению длины на поверхности тестируемого объекта:

Изменение сопротивления / сопротивления = Измерительный коэффициент x деформация

Тензодатчики

работают путем измерения изменения сопротивления на тонкой проводящей фольге.Измерительный коэффициент (или «измерительный коэффициент») — это чувствительность тензодатчика, то есть линейная часть. Он преобразует изменение сопротивления в изменение длины.

Pleriche, Викимедиа, CC BY-SA 4.0
Тензорезистивный тензодатчик из фольги в демонтированном виде. (Источник изображения: Автор Pleriche, Викимедиа, CC BY-SA 4.0)

Приборы

Сопротивление тензодатчика прямо пропорционально тому, какое напряжение (или напряжение) испытывает датчик из-за приложенной силы.Обычно это изменение сопротивления измеряется с помощью схемы моста Уитстона, в которой тензодатчик представляет собой один из резистивных путей в мосту. В этой конфигурации четверть или одно плечо моста, образованного тензодатчиком, является активным датчиком, тогда как другие плечи являются резисторами с фиксированным значением или ненапряженными датчиками.

В идеальном случае тензодатчик — единственный резистор в цепи, который изменяется и то только из-за изменения деформации на поверхности образца, к которому он прикреплен.(См. «Основы тензометрических измерительных усилителей»)

Заявка

Помимо нагрузки, давления, смещения и ускорения, тензодатчики используются для измерения крутящего момента, например, приложенного двигателем, турбиной или двигателем к вентиляторам, генераторам, колесам или гребным винтам. Это оборудование используется на электростанциях, кораблях, нефтеперерабатывающих заводах, автомобилях и в промышленности. Мощность получается путем измерения деформации и скорости вращения вала.

Интересное приложение крутящего момента с использованием тензодатчика было обнаружено при разработке велосипедного измерителя мощности.Как сообщили в Технологическом университете Наньян, Сингапур, тензодатчики использовались для измерения фактического крутящего момента, прилагаемого велосипедистом при включении велосипеда, то есть при нажатии на педаль. Тензодатчик был установлен на отдельном элементе датчика, который был установлен между существующими шатунами велосипеда. Основная задача заключалась в том, чтобы обеспечить точное измерение крутящего момента за счет устранения не влияющих на систему сил и моментов. Целью было разработать экономичное решение для точного измерителя мощности для велосипедиста.

Измерители мощности

позволяют профессиональным спортсменам отслеживать свой тренировочный прогресс. В большинстве велосипедных измерителей мощности используются тензодатчики для измерения приложенного крутящего момента и, в сочетании с угловой скоростью, для расчета мощности. Один из наиболее распространенных типов — измеритель мощности на основе звездочки. Важно, чтобы хороший измеритель мощности измерял только крутящий момент (относительно оси шпинделя: ось z), который отвечает за фактическую выходную мощность.

Чтобы точно узнать выходную мощность, первым делом необходимо точно измерить крутящий момент, прилагаемый велосипедистом, который отвечает за выработку электроэнергии.Формально крутящий момент (или момент силы) — это произведение величины силы и перпендикулярного расстояния линии действия силы от оси вращения. В системе СИ для крутящего момента используется ньютон-метр (Н • м).

Yawe (общественное достояние), Викимедиа
Связь между силой F, крутящим моментом τ, линейным моментом p и угловым моментом L в системе, вращение которой ограничено только одной плоскостью (силы и моменты из-за гравитации и трения не учитываются).( Источник изображения: Yawe (общественное достояние), Викимедиа)

Фактический крутящий момент, прилагаемый велосипедистом, требует устранения всех непроизводительных сил и моментов в системе, например, изгиба кривошипной цепи по направлению к раме, когда велосипедист крутит педали. Элемент датчика был разработан и помещен между звездой и шатуном, соединяя эти две части. Была выбрана схема полного моста, которая была установлена ​​на сенсорном элементе.Датчик деформации в элементе датчика был подключен таким образом, что новое устройство выдавало только крутящий момент оси педалирования. Таким образом, специальное устройство и принципиальная схема позволили точно измерить крутящий момент, который отвечал за фактическую выходную мощность.

Джон Блайлер — старший редактор журнала Design News, освещающий электронику и передовые производственные площади. Обладая степенью бакалавра в области инженерной физики и магистра в области электротехники, он имеет многолетний опыт работы в области аппаратных, программных и сетевых систем в качестве редактора и инженера в области передового производства, Интернета вещей и полупроводников.Джон является соавтором книг по системной инженерии и электронике для IEEE, Wiley и Elsevier

. Тензодатчик

— Chipkin Automation Systems

Любая внешняя сила, приложенная к неподвижному объекту, вызывает напряжение и деформацию. Внутренние силы сопротивления объекта называются напряжением , напряжением , а возникающие смещение и деформация называются деформацией , . Деформация может быть как при сжатии, так и при растяжении и обычно измеряется тензодатчиками.В общем, тензодатчики — это устройства, используемые для измерения смещения, силы, нагрузки, давления, крутящего момента или веса.

Основные характеристики

Ниже приведены основные характеристики тензодатчика:

Тензодатчик является одним из наиболее часто используемых средств определения нагрузки, веса и силы.

Это устройство, которое используется для измерения изменений расстояний между точками твердых тел, которые происходят при деформации тела.

Датчик деформации сопротивления — полезный инструмент в области экспериментального анализа напряжений.Принцип его работы заключается в том, что электрическое сопротивление медной или железной проволоки изменяется, когда проволока либо растягивается, либо сжимается.

Обычное сопротивление тензодатчика составляет от 30 Ом до 3 кОм (без напряжения).

Размер тензодатчиков обычно меньше размера почтовой марки.

Идеальный тензодатчик имеет небольшие размеры и массу, низкую стоимость, легко устанавливается и очень чувствителен к деформации, но нечувствителен к колебаниям температуры окружающей среды или технологического процесса.

Идеальный тензодатчик будет испытывать изменение сопротивления только из-за деформации поверхности, к которой прикреплен датчик.Однако в реальных приложениях существует множество факторов, которые влияют на обнаруженное сопротивление, такие как температура, свойства материала, клей, которым датчик крепится к поверхности, и стабильность металла.


Измерительный коэффициент

По сути, все тензодатчики предназначены для преобразования механического движения в электронный сигнал. Напряжение, испытываемое датчиком, прямо пропорционально изменению емкости, индуктивности или сопротивления используемого датчика.Например, если проволоку держать под напряжением, она немного удлиняется, а площадь ее поперечного сечения уменьшается. Это вызывает изменение его сопротивления пропорционально чувствительности сопротивления провода к деформации. Когда возникает деформация, чувствительность к деформации, которая также известна как измерительный коэффициент (GF) датчика, определяется по формуле:


Где RG — сопротивление недеформированного датчика,
R — изменение в сопротивлении, вызванном деформацией, а
— деформацией.


Приложения

Тензодатчики часто используются в следующих областях

  1. В исследованиях и разработках в области машиностроения и разработке для измерения напряжений, создаваемых оборудованием
  2. Испытания компонентов самолета: Крошечные тензометрические полоски, приклеенные к элементам конструкции , рычаги и любые другие критические компоненты планера измеряют напряжение


Характеристики тензодатчика

Каждый материал тензодатчика имеет свои собственные характеристики

  • Измерительный коэффициент
  • Сопротивление
  • Температурный коэффициент измерительного коэффициента
  • Термический коэффициент удельного сопротивления
  • Стабильность


Материалы тензодатчика

Типичные материалы включают:

  1. Константан (медно-никелевый сплав)
  2. Нихром V (никель-хромовый сплав)
  3. Сплавы платины (обычно вольфрам) 900 22
  4. Изоупругий (никель-железный сплав)
  5. Проволока из сплава типа Карма (никель-хромовый сплав)
  6. Фольга
  7. Полупроводниковые материалы

Самыми популярными сплавами, используемыми для тензодатчиков, являются медно-никелевые и никель-хромовые сплавы .

Влияние температуры

Высокие температуры могут повлиять на внутреннюю структуру материалов, чувствительных к деформации, таких как медь.

Температура может влиять не только на свойства элемента тензодатчика, но также может изменять свойства основного материала, к которому прикреплен тензодатчик.

Разница в коэффициентах расширения между материалом датчика и основным материалом может вызвать размерные изменения в чувствительном элементе.

Расширение или сжатие тензометрического элемента или основного материала может привести к ошибкам, исправить которые очень сложно.Например, изменение удельного сопротивления или температурного коэффициента сопротивления тензометрического элемента может изменить нулевой эталон, используемый для калибровки устройства.


Измерительные схемы

Для измерения деформации с помощью тензодатчика сопротивления, он должен быть подключен к электрической измерительной цепи, которая может измерять даже незначительные изменения сопротивления, соответствующие деформации. В современных тензодатчиках обычно используется сетка из четырех элементов деформации, электрически соединенных для формирования измерительной цепи моста Уитстона.Мост Уитстона — это разделенная мостовая схема, используемая для измерения статического или динамического электрического сопротивления. Выходное напряжение моста Уитстона выражается в выходных милливольтах на входной вольт. Кроме того, эта мостовая схема подходит для температурной компенсации. Схема четвертьмостового тензодатчика показана на рисунке ниже:



Диагностика установки

При проверке установок тензодатчика необходимо выполнить следующие шаги:

Прежде всего, измерьте базовое сопротивление ненапряженного тензодатчика после его правильный монтаж, но до полной проводки.

Проверьте поверхностное загрязнение, измерив сопротивление изоляции между измерительной сеткой и образцом датчика напряженной силы с помощью омметра, если образец является проводящим.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *