Тензометрические датчики (Тензодатчики). Виды. Работа

 УСТРОЙСТВА

На многих предприятиях существует необходимость для измерения различных параметров, изменения состояния деталей, различных конструкций. Для решения этих задач используются тензометрические датчики. Они преобразовывают величину деформации в электрический сигнал. Это получается за счет уменьшения или увеличения сопротивления датчика во время деформации, нарушения геометрии формы датчика от сжатия или растяжения. В результате определяется значение деформации.

Көптеген кәсіпорындарда түрлі параметрлерді өлшеу, бөлшектердің күйін өзгерту, әр түрлі конструкциялардың қажеттілігі бар. Осы проблемаларды шешу үшін тензометрлік датчиктер қолданылады. Олар деформацияның мөлшерін электрлік сигналға айналдырады. Бұл деформация кезінде датчиктің кедергісін азайту немесе ұлғайту арқылы, датчик геометриялық пішінді қысу немесе созу арқылы бұзады. Нәтижесінде деформация мәні анықталады.

Резистивный преобразователь, является главной составной частью высокоточных устройств и приборов. Изготавливают датчик из чувствительного тензорезистора, представляющего собой тонкую алюминиевую проволоку или фольгу. Резистор в результате деформации изменяет свое сопротивление, подает сигнал на индикатор.

Резистивті түрлендіргіш - жоғары дәлдіктегі құрылғылар мен құрылғылардың негізгі компоненті. Датчикті жұқа алюминий сым немесе фольга болып табылатын сезімтал тензорезистордан шығарыңыз. Резистор деформация нәтижесінде кедергісін өзгертеді, индикаторға сигнал береді.

Виды Түрлері

В разных отраслях промышленности используется множество видов тензометрических датчиков.

Әр түрлі салаларда штамм өлшегіштерінің көптеген түрлері пайдаланылады.

1. Приборы, измеряющие силу и нагрузку.

2. Контроль давления.

3. Измерители ускорения.

4. Измерители перемещения.

5. Датчики контроля момента для станков, моторов автомобилей.

1. Күш пен жүктемені өлшейтін құралдар.

2. Қысымды бақылау.

3. Жылдамдық есептегіштері.

4. Ауыстыру метрлері.

5. Машиналар, автокөлік құралдары үшін моторды бақылау датчиктері.

Модели датчиков разнообразны, но чаще всего используется датчик определения веса, который изготавливается в различных вариантах: шайбовый, бочковой, S-образный. Исходя из назначения подбирается необходимое исполнение.

Датчиктер модельдер әртүрлі, бірақ көбінесе салмақ датчигі пайдаланылады, ол түрлі нұсқаларда өндіріледі: шайғыш, баррель, S-тәрізді. Кездесуге сүйене отырып, қажетті орындау таңдалады.

Тензометрические датчики имеют классификацию, как по форме, так и по особенностям конструкции, которая зависит от вида чувствительного элемента. Применяются следующие виды датчиков:

Тензометрлік датчикте пішін және дизайнына байланысты жіктеу сезімтал элемент бар. Датчиктің келесі түрлері қолданылады:

1. Из фольги.

2. Пленочные.

3. Из проволоки.

1. Фольгадан.

2. Қабыршақты.

3. Сымнан.

Датчик из фольги;

Применяется в виде наклеивания на поверхность. Конструкция датчика состоит из фольговой ленты 12 мкм. Частично пленка плотная, остальная часть решетчатая. Эта конструкция отличительна тем, что к ней можно припаять вспомогательные контакты. Такие датчики легко используются при низких температурах.

Ол бетіне желімдеу түрінде қолданылады. Датчик 12 мкм фольга жолағынан тұрады. Пленканың ішіндегі бөлігі тығыз, қалған бөлігі түйіршіктелген. Бұл дизайн ерекше көмекші контактілерге ұнамды болуы мүмкін. Мұндай датчик төмен температура кезінде оңай пайдаланылады.

Пленочные датчики;

изготовлены по аналогии с фольговыми, кроме материала. Такие виды производятся из тензочувствительных пленок, имеющих специальное напыление, повышающее чувствительность датчика. Эти измерители удобно применять для контроля динамической нагрузки. Пленки изготавливаются из германия, висмута, титана.

материалдан басқа, фольгаға ұқсас жасалады. Мұндай типтер шаңды сезгіш қабықшалардан жасалған, олар арнайы бүркуге ие, бұл сенсордың сезімталдығын арттырады. Бұл есептегіштер динамикалық жүктемені бақылау үшін пайдалы. Қабыршақты датчик герман, висмут және титаннан жасалған.

Проволочный вариант;

датчика может измерить точную нагрузку от сотых частей грамма до тонн. Они называются одноточечные, так как измерение происходит не на площади, а в одной точке, в отличие от датчиков из фольги и пленки. Проволочными датчиками можно контролировать растяжение и сжатие.

Датчик грамманың жүзден бірлігіне тоннаға дейін жүктемені өлшей алады. Олар бір нүкте деп аталады, өйткені өлшеу кеңестікте болмайды, ал фольгамен және кинопленкалардан айырмашылығы бір нүктеде болуы. Сым датчиктерін созу және қысу арқылы басқаруға болады.

Принцип действия тензодатчиков

Жұмыс істеу принципі тензодатчиктер

Тензометрические датчики представляет собой конструкцию из тензорезистора, имеющего контакт на панели. Она соприкасается с телом для измерения. Принципиальная схема действия датчика заключается в действии на чувствительный элемент исследуемой детали. Для подключения датчика к питанию используются электроотводы, соединенные с чувствительной пластиной.

Тензометрлік датчиктер - панельдегі контакті бар тензорезистордың құрылысы. Өлшеу үшін денемен байланысады. Датчиктің негізгі схемасы зерттелетін бөліктің сезімтал элементінде әрекет ету болып табылады. Датчикті қуат көзіне қосу үшін сезімтал тақтаға қосылған электр розеткалары пайдаланылады.

В контактах существует постоянное напряжение. На тензодатчик кладется деталь через подложку. Вес детали разрывает цепь путем деформации. Деформация видоизменяется в сигнал тока.

Контактілерде тұрақты кернеу болады. Жүктеме жасушасы астыңғы жағына орналастырылады. Бөліктің салмағы деформация арқылы тізбекті бұзады. Деформация ағымдағы сигналға өзгертілген.

Мост измерения тензодатчика дает возможность измерить минимальные нагрузки, расширяя этим применяемость прибора. Схема подключения мостом датчика основывается на законе Ома. Если сопротивления равны, то проходящий ток будет одинаковым. Действие снаружи обрело название «внешний фактор», изменение сигнала – «внутренний фактор». Тогда можно сказать, что принцип работы датчика заключается в определении внешнего фактора с помощью внутреннего.

Жүктемені өлшеудің көпірі ең аз жүктемені өлшеуге мүмкіндік береді, осылайша құрылғының қолдану мүмкіндігін кеңейтеді. Датчик көпірінің қосылу схемасы Ом заңына негізделеді. Егер қарсылық тең болса, онда өтетін ток бірдей болады. Сыртқы іс-әрекет «сыртқы фактор» деп аталды, сигнал өзгеруі «ішкі фактор». Сонда датчиктің принципі ішкі фактор көмегімен ішкі факторды анықтау болып табылады.

В быту тензометрические датчики работают в весах. Тензорезисторы подключены с поверхностью работы весов. Подключение к питанию весов осуществляется через батареи.

Күнделікті өмірде таразыда тензометрлік датчиктер жұмыс істейді. Тензорезистор баланстың жұмыс бетіне қосылған. Баланстың қуатына қосылу батареялар арқылы жүзеге асырылады.

Этот контрольный прибор имеет высокую точность. Погрешность чувствительных элементов составляет менее 0,02%, это высокий показатель. Существуют приборы с чувствительностью гораздо выше этого. Их работа основана на контроле действия силы. Значение силы давления прямопропорционально преобразованному сигналу тензодатчика.

Бұл басқару құрылғысының жоғары дәлдігі бар. Сезімтал элементтердің қателігі 0,02% -дан аз, бұл жоғары көрсеткіш. Сезімталдық деңгейі жоғары құралдар бар. Олардың жұмысы күш қолданылуын бақылауға негізделген. Қысым күшінің мәні трансформацияланған жүктің жасушалық сигналына тікелей пропорционалды.

Принцип действия датчиков силы

Қуат сенсорларының принципі

Датчики силы, другими словами динамометры входят в состав приборов, измеряющих вес. Их отсутствие делает невозможным работу системы по автоматизированию техпроцессов на производстве. Они используются в сельском хозяйстве, строительстве, металлургии.

Датчиктерді, яғни динамометрлер салмақты өлшейтін құралдардың бір бөлігі болып табылады. Олардың жоқтығы жүйедегі технологиялық технологияларды автоматтандыруға мүмкіндік бермейді. Олар ауыл шаруашылығында, құрылыс және металлургияда қолданылады.

Работа основывается на изменении деформации в сигнал. В действии происходит много разных явлений, которые обусловили несколько типов тензодатчиков:

Жұмыс сигналдағы шиеленісті өзгертуге негізделген. Қолданыстағы тензометрлік датчиктердің бірнеше түрін тудырған көптеген құбылыстар бар:

• Тактильные.

• Резистивные.

• Пьезорезонансные.

• Пьезоэлектрические.

• Магнитные.

• Емкостные.

• Сезімтал.

• төзімді.

• Piezoresonance.

• пьезоэлектрлік.

• Магнитті.

• Ыдыстық.

Тактильные датчики

Этот тип датчиков самый новый, появился после возникновения робототехники. Тактильные датчики делятся на: датчики усилия, касания, проскальзывания. Первые два определяют силу и отличаются сигналом. От других они отличаются небольшой толщиной из-за применения специальных материалов, обладающих прочностью, эластичностью, гибкостью.

Датчикдің бұл түрі - ең жаңа, робототехника пайда болғаннан кейін пайда болды. Тактилық датчиктер: күш, сенсор, сырғанау датчиктеріне бөлінеді. Алғашқы екеуі беріктігі мен сигналының айырмашылығын анықтайды. Басқаларынан күшті, икемділікке, икемділікке ие арнайы материалдарды пайдаланғандықтан, олар аз қалыңдығымен ерекшеленеді.

Конструкция состоит из 2-х пластин(1 и 2). Между ними находится прокладка (3) с ячейками из изоляционного материала. Один провод соединен с верхней, второй с нижней пластиной. При воздействии силы на верхнюю пластину она прогибается и замыкается с нижней. Падение напряжения на резисторе является сигналом выхода.

Құрылыс 2 плитадан тұрады (1 және 2). Олардың арасында оқшаулағыш материалдардың жасушалары бар тығыздауыш (3) бар. Бір сым жоғарғы жағына, екіншісі төменгі пластинаға қосылған. Күш күші үстіңгі тақтайшада әрекет етсе, ол түбіне қарай бүктеледі және жабылады. Резистор арқылы кернеудің төмендеуі демалыс сигналы болып табылады.

Резистивный тензодатчик

Это широко применяемый вид датчиков, так как интервал усилий работы составляет от 5 Н до 5 МН, используются для разных нагрузок. Преимуществом его стала линейность сигнала выхода. Рабочий элемент – тензорезистор, состоящий из проволоки на гибкой подложке.

Бұл кең қолданылатын датчиктер түрі, өйткені күш ауқымы 5-тен 5 МН-ға дейін, әртүрлі жүктемелер үшін пайдаланылады. Оның артықшылығы шығыс сигналының сызықтылығы болды. Жұмыс элементі - бұл икемді субстратта сымнан тұратын штаммдық тор.

1 — Подложка 2 — Чувствительный элемент 3 — Контакты

Датчик приклеивают к измеряемому предмету. Под действием деформации изменяется сопротивление резистора, а соответственно подающего сигнала.

Сенсор өлшенген нысанға жабыстырылады. Деформацияның әсерінен резистордың кедергісі және, тиісінше, сигнал өзгереді.