Čo je snímač zaťaženia a ako to funguje
Druhy a rozsah pôsobnosti
Najprv pochopíme fungovanie snímačov tenzometra. Keď vonkajšia sila pôsobí na telo, deformuje a pôsobí proti použitej sile. V dôsledku deformácie krytu senzora sa ovplyvňuje merací prvok tenzometra. Výsledkom je, že zariadenie generuje elektrický signál, ktorý odčítava, ktorý spracovávací systém poskytuje výsledok merania. Ale na čo je tento typ zariadenia?
Tenzometre sa používajú na:
- Meranie hmotnosti. Okrem toho môžu byť v závislosti od konštrukcie meracej jednotky použité na stlačenie alebo na napnutie. Ich účelom je teda merať hmotnosť na plošinách (napríklad na váhach v obchodoch) alebo na zavesení (žeriavy atď.).
- Meranie tlaku. Napríklad v potrubiach plynov a kvapalných látok.
- Meranie krútiaceho momentu (na motoroch automobilov alebo obrábacích strojoch).
- Definície zrýchlenia.
- Ovládanie pohybu.
Podľa typu meracieho prvku a princípu činnosti sú snímače zaťaženia rozdelené na:
- Rezistívny.
- Piezoelektrický.
- Optická polarizácia.
- Optických vlákien.
- Piezorezistívny.
Konštrukčné znaky snímača zaťaženia určujú, kde sa používa, pretože konštrukcia určuje prítomnosť montážnych otvorov a vektorov možného pôsobenia síl a samotný proces merania. Existujú tiež rôzne typy tenzometrov v tvare:
- Konzolové. Účelom týchto zariadení je merať množstvo látok v dávkovačoch, dopravníkoch, plošinách, zásobníkoch a podlahových váhach.
- Valcový. Používajú sa na váženie automobilov, automobilov, cisterien a kontajnerov - kde sa majú merať veľké hmotnosti.
- Ťah v tvare písmena S, vhodný na meranie hmotnosti zdvihnutej pomocou žeriavu a iných podobných konštrukcií.
V praxi môžu byť tenzometre vyrábané v úplne rozmanitom prevedení.
Zariadenie a princíp činnosti
Tenzometre sa používajú na meranie tlaku alebo hmotnosti, všetky emitujú elektrický digitálny alebo analógový elektrický signál, keď sa mení tvar citlivého prvku. Ale z čoho sú vyrobené?
Základňa alebo skrinky sú rôznych typov, záleží na tom, kde je možné snímač nainštalovať. A tiež v akom smere to funguje - na stlačenie, napätie alebo ohyb.
Okrem snímacieho prvku môže skriňa snímača zaťaženia obsahovať aj ďalšie jednotky, napríklad ADC, napájacie budiče atď. Ak je tenzometer digitálny, potom je tu jednotka na prevod analógového signálu (ADC).Zoberme si princíp činnosti snímacieho prvku tenzometra na príklade komponentu odolného voči namáhaniu - našli najširšiu aplikáciu.
Odporový tenzometer je pružný film alebo substrát, na ktorý je aplikovaná odporová vrstva. Ak je to filmový senzor - tenký postrek alebo fólia, ak je drôt - je umiestnený na pružný substrát. Striekanie alebo drôt sa kladú do vinutia.
Počas mechanického pôsobenia na substrát sa ohýba, v dôsledku čoho je fólia, fólia alebo drôt napnutý. V napätom stave sa teda jeho prierezová plocha mení (znižuje) a zvyšuje sa odpor. Keď tlak klesne, substrát sa vráti do svojej pôvodnej polohy, odporová vrstva tiež a jeho odpor sa začne zmenšovať a vráti sa do normálu.
Piezoelektrické citlivé orgány fungujú opačne. Keď sa na piezoelektrický kryštál aplikuje tlak, vznikne EMF, zatiaľ čo sa zmení aj odpor piezorezistívnych snímačov vyrobených z tenkých polovodičových filmov.
Môžete tiež nájsť kapacitné snímače - sú to zariadenia, ktorých princípom činnosti je meranie kapacity medzi pružnými doskami. Rovnako ako elektromagnetické zariadenia, v ktorých sa pod vplyvom na magnetický obvod menia charakteristiky obvodu.
Schéma zapojenia
Ako funguje snímač zaťaženia, sme na to prišli. Teraz by ste sa mali zoznámiť so schémou pripojenia. Bloková schéma zariadenia, ktoré číta signál, je znázornená na obrázku nižšie. Na ňom vidíte jednu z možností zosilnenia a konverzie signálu zo senzora.
Ak vezmeme do úvahy snímač tenzometra, potom je to v skutočnosti mostík rezistorov, zahrnutý nasledovne. Tento prepínací obvod sa nazýva „Winston Bridge“ alebo merací mostík.
Na jej fungovanie nestačí iba pripojenie signálnych vodičov, potrebujete tiež napájacie vodiče. V niektorých zložitých systémoch možno drôty pripojiť aj na tepelnú stabilizáciu alebo na iné funkcie.
Video podrobne rozpráva, čo sú snímače tenzometra a ako fungujú:
Moderné snímače tenzometra sa môžu v závislosti od ich účelu použiť v zariadeniach na meranie frakcií od gramu po stovky ton. Podľa toho sa pre každý rozsah hmotností vyberú tenzometre určitého dizajnu a typu citlivého prvku. Okrem meraných hmotností zohrávajú pri výbere prístrojov dôležitú úlohu aj podmienky, v ktorých pracujú, ako aj požadovaná trieda presnosti.
Súvisiace materiály:
Načítava sa ...
