Co to jest czujnik obciążenia i jak to działa
Rodzaje i zakres
Na początek zrozumiemy w zasadzie działanie czujników tensometrycznych. Kiedy siła zewnętrzna działa na ciało, odkształca się i przeciwdziała przyłożonej sile. Z powodu deformacji obudowy czujnika wywierany jest wpływ na element pomiarowy tensometru. W rezultacie urządzenie generuje sygnał elektryczny, odczytując, który układ przetwarzający podaje wynik pomiaru. Ale do czego służy ten typ urządzenia?
Tensometry są używane do:
- Pomiary masy Ponadto, w zależności od konstrukcji jednostki pomiarowej, można je stosować do ściskania lub rozciągania. Odpowiednio, ich celem jest pomiar masy na platformach (na przykład wagi w sklepach) lub na zawieszeniu (dźwigi itp.).
- Pomiary ciśnienia. Na przykład w rurociągach gazów i substancji płynnych.
- Pomiary momentu obrotowego (w silnikach samochodowych lub obrabiarkach).
- Definicje przyspieszenia.
- Kontrola ruchu.
Według rodzaju elementu pomiarowego i zasady działania ogniwa obciążeniowe dzielą się na:
- Rezystancyjny
- Piezoelektryczny.
- Polaryzacja optyczna.
- Światłowodowy.
- Piezorezystancyjny.
Cechy konstrukcyjne ogniwa obciążnikowego określają, gdzie jest ono stosowane, ponieważ projekt określa obecność otworów montażowych i wektorów odpowiednio możliwego przyłożenia sił oraz samego procesu pomiaru. Istnieją również różne rodzaje tensometrów w kształcie:
- Wspornik. Celem takich urządzeń jest pomiar ilości substancji w dozownikach, przenośnikach, platformach, zasobnikach i wagach podłogowych.
- Cylindryczny. Służą do ważenia wagonów, samochodów, cystern i kontenerów - tam, gdzie trzeba zmierzyć duże ciężary.
- W kształcie litery S, rozciągliwy, odpowiedni do pomiaru ciężaru podniesionego za pomocą dźwigu i innych podobnych konstrukcji.
W praktyce tensometry mogą być wytwarzane w całkowicie zróżnicowanym projekcie.
Urządzenie i zasada działania
Tensometry służą do pomiaru ciśnienia lub ciężaru; wszystkie z nich dają elektryczny cyfrowy lub analogowy sygnał elektryczny, gdy zmienia się kształt wrażliwego elementu. Ale z czego są zrobione?
Podstawa lub skrzynki są różnych typów, zależy to od miejsca, w którym można zainstalować czujnik. A także w jakim kierunku działa - do ściskania, rozciągania lub zginania.
Oprócz elementu czujnikowego obudowa czujnika obciążenia może również zawierać dodatkowe jednostki, na przykład ADC, sterowniki mocy itp. Jeśli tensometr jest cyfrowy, to istnieje jednostka do konwersji sygnału analogowego (ADC).Rozważ zasadę działania elementu czujnikowego tensometru na przykładzie elementu odpornego na odkształcenie - znalazły najszersze zastosowanie.
Tensometr rezystancyjny jest elastyczną folią lub podłożem, na które nakładana jest warstwa rezystancyjna. Jeśli jest to czujnik filmowy - cienkie natryskiwanie lub folia, jeśli drut - na elastycznym podłożu jest umieszczony drut. Opryskiwanie lub drut układa się w linii uzwojenia.
Podczas działania mechanicznego na podłoże zgina się, w wyniku czego naciąga się folię, folię lub drut. W związku z tym w stanie napiętym jego pole przekroju zmienia się (zmniejsza) i zwiększa się opór. Kiedy ciśnienie spada, podłoże wraca do pierwotnego położenia, warstwa oporowa również, a jego opór zaczyna spadać i wraca do normy.
Wrażliwe narządy piezoelektryczne działają odwrotnie. Po przyłożeniu ciśnienia do piezokryształu pojawia się pole elektromagnetyczne, a zmienia się również rezystancja czujników piezorezystancyjnych wykonanych z cienkich warstw półprzewodników.
Można również znaleźć czujniki pojemnościowe - są to urządzenia, których zasadą działania jest pomiar pojemności między elastycznymi płytkami. Jak również urządzenia elektromagnetyczne, w których pod wpływem na obwód magnetyczny zmieniają się właściwości obwodu.
Schemat połączeń
Odkryliśmy, jak działa czujnik wagowy. Teraz powinieneś zapoznać się ze schematem połączeń. Schemat blokowy urządzenia odczytującego sygnał pokazano na poniższym rysunku. Na nim widać jedną z opcji wzmocnienia i konwersji sygnału z czujnika.
Jeśli weźmiemy pod uwagę czujnik tensometru, to w rzeczywistości jest to most rezystorów, zawartych w następujący sposób. Ten obwód przełączający nazywa się „mostem Winstona” lub mostem pomiarowym.
Do jego działania nie wystarczy podłączyć tylko przewody sygnałowe, potrzebujesz również przewodów zasilających. W niektórych złożonych systemach można również podłączyć przewody w celu stabilizacji termicznej lub innych funkcji.
Film szczegółowo mówi, jakie są czujniki tensometru i jak działają:
Nowoczesne czujniki tensometryczne, w zależności od ich przeznaczenia, mogą być stosowane w instalacjach do pomiaru od ułamków grama do setek ton. Odpowiednio, dla każdego zakresu ciężarów wybiera się tensometry określonego projektu i rodzaju wrażliwego elementu. Oprócz zmierzonych ciężarów ważną rolę w wyborze oprzyrządowania odgrywają warunki, w których będą działać, a także wymagana klasa dokładności.
Powiązane materiały:
Ładowanie...
