Įvairiose šiuolaikinėse žmogaus veiklos sferose atsiranda poreikis kontroliuoti skirtingas struktūras, matuojant šio elemento parametrus ir esamą būklę. Įtempio matuoklio jutikliai yra nepakeičiami pagalbininkai šiuo klausimu.
Pažangiausios technologijos vis dažniau naudoja elektroninius deformacijų matuoklius, tarp kurių plačiausiai naudojami deformacijai atsparių įrenginių modeliai. Įtempimo matuoklio elementai gali matuoti svorį, jėgą, slėgį, judėjimą ir kt.
Įtempimo matuokliai plačiai naudojami svarstyklėms, pramoninėms mašinoms, įvairiems varikliams, naudojami statybos pramonėje ir daugelyje kitų sričių.
Jutiklių tipai
Įvairiose pramonės šakose naudojami įvairūs deformacinio matuoklio keitikliai. Yra šių tipų įrenginiai:
- jėgos matavimo įrankiai – jutikliai nuskaito jėgos ir apkrovos parametrų pokyčius;
- prietaisai pagreičio projekcijai matuoti – akselerometrai;
- matavimo priemonės bandomųjų medžiagų judėjimui;
- įtempimo matuoklio slėgio prietaisai – būdingi įvairių elementų slėgio parametrų valdymui skirtinguoseaplinka;
- įtempimo sukimo momento keitikliai.
Svarstyklėms apkrovos davikliai yra tipiškiausias konstrukcijos elementas. Priklausomai nuo krovinio priėmimo paviršiaus struktūros pritaikymo, naudojami šių tipų jutikliai:
- konsolės tipo įrenginiai;
- matavimo priemonės lotyniškos S raidės pavidalu;
- ritulio formos apkrovos elementai;
- Matavimo prietaisai, miglotai primenantys statinės formą.
Yra matavimo deformacijų matuoklių klasifikacija, atsižvelgiant į konstrukcijos ypatybes – jautrumo elementą. Pradinėje medžiagoje apibrėžiami šie modeliai:
- viela - sukurta vielos pavidalu, medžiaga yra dviejų komponentų nichromas, elementinis junginys fechral, termostabilus lydinio konstantanas;
- folijos tempimo matuokliai – naudokite plonas folijos juosteles;
- puslaidininkiniai jutikliai – pagaminti iš cheminių elementų, tokių kaip silicis, galis, germanis.
Veikimo principas
Įrenginio veikimo principas pagrįstas tenzoriaus efektu. Jo esmė slypi pusiau laidžių elementų darbinės varžos keitime juos tempiant ar gniuždant – mechaninės deformacijos metu.
Įtempimo matuokliai yra konstruktyvus įtempimo matuoklių rinkinys, kurio skydelyje yra komunikacinis taškas. Pastarasis yra prijungtas prie matavimo medžiagos. Funkcinė veikimo schemadeformacijos matuoklis yra tai, kad yra poveikis jautrumo elementui. Įrenginys prijungtas prie maitinimo š altinio naudojant elektros lizdus, kurie liečiasi su jautria plokšte.
Kontaktiniams taškams būdinga nuolatinė įtampa. Apkrovos elementas perima dalį per specialų pagrindą. Medžiagos masė nutraukia grandinę dėl deformacinių iškraipymų. Gautas procesas paverčiamas elektros srovės signalu.
Įtempimo matuoklio slėgio jutiklis dažnai naudojamas su kintamosios srovės deformacijos matuokliais. Šioje sistemoje atliekama įtampos amplitudinė moduliacija, kuri tiekiama tiesiai į keitiklio jutiklius.
Įkelti ląstelių įrenginį
Įtempimo matavimo prietaisą sudaro:
- elastingas elementas;
- deformacijos matuoklis;
- įrenginio dėklas;
- sandari jungtis.
Po elastiniu elementu reiškiamas kūnas, kuris atima apkrovą. Jis daugiausia pagamintas iš specialių plieno rūšių, kurios buvo iš anksto termiškai apdorotos. Tai turi įtakos norint gauti stabilius rodmenis. Gamybos forma pateikiama strypo, žiedo ar konsolės pavidalu. Baro struktūra yra paklausesnė ir plačiai paplitusi.
Įtempimo matuoklis yra vielos arba folijos rezistoriaus mazgas, priklijuotas prie strypo. Ši deformacijos matuoklio jutiklio dalis keičia savo atsparumą strypo deformacijos atžvilgiu, o deformacijos iškraipymas, savo ruožtu, yra proporcingasįkelti.
Matavimo prietaiso korpusas apsaugo vidinę konstrukciją nuo visų rūšių mechaninių pažeidimų, įskaitant neigiamą aplinkos poveikį. Korpusas atitinka tarptautinį standartą ir yra įvairių formų.
Hermetiškai uždaryta jungtis reikalinga tam, kad jutiklis būtų sujungtas su papildoma įranga (balansais, stiprintuvais ir kt.) per laidą. Yra įvairių prijungimo schemų. Kai kurių apkrovos elementų konstrukcijos ypatybės leidžia pakeisti kabelį.
Jėgos matavimo jutikliai
Įtempimo jėgos jutikliai turi kitą bendrą pavadinimą – dinamometrai. Šios matavimo priemonės yra neatskiriama svėrimo įrangos dalis. Jų poreikį vargu ar galima pervertinti, nes jie veikia visose bet kokios gamybos automatizuotose technologinėse sistemose. Jie buvo naudojami žemės ūkyje, medicinoje, metalurgijoje, automobilių pramonėje ir kt.
Taikant šį matavimo metodą, atliekama daug manipuliacijų, ir pagal tai išskiriami keli apkrovos elementų tipai:
- taktilė – suskirstyta į pastangų, slydimo ir prisilietimo keitiklius;
- varžinė – naudokite deformacijos matuoklį ir turėkite tiesinį išvesties signalą;
- pjezorezonas – pasižymi tiesioginiu ir atvirkštiniu efektu, kuris suteikia specialų jutiklį – rezonatorių;
- pjezoelektrinis – atsparus aplinkos temperatūrai, didelis stiprumas, naudojamas tiesioginis pjezo efektas;
- magnetinis –veikia magnetostrikcijos reiškiniu, kuris keičia matmenų geometriją magnetinėje srityje;
- talpiniai – parametrinio tipo matavimo prietaisai, kurie yra kondensatorius.
Svorio matavimo jutikliai
Įtempimo apkrovos elementai susideda iš trijų elementų:
- Įtempimo matuoklis.
- Lenkite siją.
- Kabelis.
Jutikliai naudojami pramoninėje ir asmens svėrimo įrangoje. Šios matavimo priemonės yra populiaresnės gamybos srityse ir yra šių tipų:
- konsoliniai įrenginiai – aliuminio arba plieno ruošiniai. Plienas gali būti pagamintas iš statinės arba poveržlės, turi didelį sandarumą;
- sijos įrenginiai – matuokite platformos ir tilto konstrukcijų apkrovas.
Apkrovos elementų privalumai
Jie yra:
- Didelio tikslumo parametrų matavimai.
- Neleiskite iškraipyti informacijos.
- Suderinama su įtampos matavimais.
- Kompaktiški bendri matmenys.
Trūkumas gali būti laikomas veikiančių elementų jautrumo praradimu kritinių temperatūros pokyčių metu.
