Класифікація.
Вимірювальний перетворювач тиск-струм
Поперечна чутливість фольгових датчиків зумовлена полем деформації, перпендикулярним до основного осьового поля. Вона зменшується завдяки тому, що сіткові поздовжні лінії фольгового датчика значно вужчі, ніж поперечні. Дротові тензодатчики швидко заміняються фольговими тензодатчиками, які можуть випускатися серійно, використовуючи стандартні фотолітографічні технології. Опір металевого дроту є… Читати ще >
Класифікація. Вимірювальний перетворювач тиск-струм (реферат, курсова, диплом, контрольна)
Існують різні типи датчиків:
- · датчики сили (вимірює зусилля і навантаження)
- · датчики тиску (вимірювання тиску в різних середовищах)
- · акселерометри (датчик прискорення)
- · датчики переміщення
- · датчики крутного моменту
Дротові тензодатчики.
Опір металевого дроту є функцією питомого опору матеріалу p, його довжини L і площі його поперечного перерізу A:
Коли дріт розтягнуть, його довжина збільшується на, його діаметр зменшується на, і його опір збільшується на, при цьому питомий опір залишається постійним. Підставляючи ці варіації в рівняння (2.4) і зневажаючи більш високими порядками прирощень, одержуємо наступний вираз:
де — коефіцієнт Пуассона, тобто відношення поперечного стиснення до осьового розтягнення.
Коефіцієнт тензочутливості визначається як:
У датчиках, що не наклеюються (або приварюються), як випливає з назви, дріт натягнуть між ізольованими стійками. Одна стійка приєднана до нерухливої частини, а інша до конструкції, що переміщається в заданому напрямку. Переміщення, які призводять до розтягнення дроту, виміряються відповідними змінами в його опорі. Цей пристрій знаходить застосування в деяких перетворювачах сили й прискорення.
У тензорезисторах, жорстко скріплених з поверхнею досліджуваного об'єкта, меандрична сітка високоякісного дротового опору затиснута між двома тонкими шарами паперу й просочена смолою, що надає необхідну міцність. Отриманий у такий спосіб датчик з'єднується з конструктивними елементами для визначення деформації в бажаному місці розташування. Чутливість такого датчика визначається коефіцієнтом тензочутливості:
де — зміна опору, Ом; Rопір датчика, Ом; ДLзміна довжини, мм; L — початкова довжина сітки, мм.
Дротові тензодатчики швидко заміняються фольговими тензодатчиками, які можуть випускатися серійно, використовуючи стандартні фотолітографічні технології.
Фольгові тензодатчики. Фольгові тензодатчики виготовляються з константану або хромонікелевого сплаву листового матеріалу, що зменшений до 0,0025−0,0050 мм у товщину. Ця фольга після нанесення на матеріал підложки покривається фоторезистом. Використовуючи негатив збільшеного зображення датчика, складна схема датчика передається фоторезисту на фользі, використовуючи фотолітографські методи. Після прояву й хімічних процесів травлення, датчики цілком чіткі й можуть бути ізольовані для свинцево-провідного з'єднання, герметизації, і встановлення коефіцієнта тензочутливості для партії датчиків. Вісь датчика праворуч центрована з основною віссю. Датчик ліворуч автоматично вирівняний, для виміру деформації в поперечному напрямку. Ефективна довжина датчика — важливий параметр при виборі датчика, крім електричних контактних площадок, які не входять у рівняння перетворення. Сіткова ширина разом з довжиною датчика визначає площу поля деформації. Наприклад, вимірюючи деформації в залізобетонному бруску при наявності піску та цементу, цікавляться середньою деформацією, і з цієї причини повинні використовуватися датчики більшої довжини.
Поперечна чутливість фольгових датчиків зумовлена полем деформації, перпендикулярним до основного осьового поля. Вона зменшується завдяки тому, що сіткові поздовжні лінії фольгового датчика значно вужчі, ніж поперечні.
Тензодатчики тензорезистивні являють собою пружний елемент, на якому зафіксований тензорезистор, під дією сили (вага вантажу) відбувається деформація пружного елемента разом з тензорезистором. По зміні опору тензорезистора можна обчислити ступінь деформації, яка буде пропорційна силі, прикладеної до конструкції.
Принцип вимірювання ваги за допомогою тензодатчиків заснований на зрівноважуванні маси вантажу, що зважується з пружною механічною силою тензодатчиків і наступного перетворення цієї сили в електричний сигнал для подальшої обробки.
Тензодатчики є найбільш уразливими компонентами ваговимірювальної системи. У процесі експлуатації на вагові тензодатчики впливають: агресивне навколишнє середовище, ударні динамічні навантаження, електростатичне вплив (зварювання), вібрації і т.д. Тому в періоди технічного обслуговування, перед установкою в устаткування, а також в аварійних випадках, існує необхідність діагностики вагових тензодатчиків .