I forskellige moderne sfærer af menneskelig aktivitet er der behov for at kontrollere forskellige strukturer ved at måle parametrene og den aktuelle tilstand af dette element. Strain gauge sensorer er uundværlige assistenter i denne sag.
Førende teknologier bruger i stigende grad elektroniske strain gauges, blandt hvilke strain-resistive enhedsmodeller er mest udbredt. Strain gauge-elementer kan måle vægt, kraft, tryk, bevægelse osv.
Strain gauges er meget udbredt til vægte, industrimaskiner, forskellige motorer, brugt i byggeindustrien og mange andre områder.
Sensortyper
I forskellige industrier bruges et stort udvalg af strain gauge-transducere. Der er følgende typer enheder:
- kraftmålingsværktøjer - sensorer scanner for ændringer i kraft- og belastningsparametre;
- enheder til måling af accelerationsprojektion - accelerometre;
- målemidler til at flytte testmaterialer;
- strain gauge-trykanordninger – kendetegnet ved styring af trykparametre for forskellige elementer i forskelligemiljøer;
- strain drejningsmoment transducere.
For vægte er vejeceller det mest typiske strukturelle element. Afhængigt af anvendelsen af strukturen af den lastmodtagende overflade, anvendes følgende typer sensorer:
- enheder af konsoltype;
- måleinstrumenter i form af det latinske bogstav S;
- puckformede vejeceller;
- Måleapparater, der vagt ligner formen på en tønde.
Der er en klassificering af strain gauges, afhængigt af designfunktionerne - følsomhedselementet. Kildematerialet definerer følgende modeller:
- wire - fremstillet i form af en wire, materialet er to-komponent nichrom, elementært sammensat fechral, termostabil legering konstantan;
- foil strain gauges - brug tynde strimler af folie;
- halvledersensorer - lavet af kemiske elementer såsom silicium, gallium, germanium.
Driftsprincip
Princippet for enheden er baseret på tensoreffekten. Dens essens ligger i at ændre arbejdsmodstanden af halvledende elementer under deres spænding eller kompression - mekanisk deformation.
Strain gauges er et konstruktivt sæt strain gauges, som har et kommunikativt punkt på panelet. Sidstnævnte er forbundet med materialet til måling. Funktionelt diagram over driftstrain gauge er, at der er en påvirkning af følsomhedselementet. Enheden er tilsluttet en strømkilde ved hjælp af stikkontakter, der er i kontakt med den følsomme plade.
Kontaktpunkter er karakteriseret ved tilstedeværelsen af konstant spænding. Vejecellen overtager delen gennem et specielt underlag. Massen af materiale afbryder kredsløbet på grund af deformationelle forvrængninger. Den resulterende proces omdannes til et elektrisk strømsignal.
Strain gauge-tryksensoren bruges ofte sammen med AC-strain gauges. I dette system udføres amplitudemodulation af spændingen, som føres direkte til transducersensorerne.
Load cell device
Strain måleinstrument består af:
- elastisk element;
- strain gauge;
- enhedsetui;
- forseglet stik.
Under det elastiske element menes en krop, der påtager sig belastningen. Det er hovedsageligt lavet af specielle stålkvaliteter, der er blevet varmebehandlet på forhånd. Dette har indflydelse på opnåelse af stabile aflæsninger. Fremstillingsformen præsenteres i form af en stang, ring eller konsol. Barstrukturen er mere efterspurgt og udbredt.
En strain gauge er en tråd- eller foliemodstandssamling, der er limet til en stang. Denne del af strain gauge sensoren ændrer sin modstand i forhold til deformationen af stangen, og deformationsforvrængningen er til gengæld proportional medindlæs.
Kroppen af måleapparatet beskytter den indre struktur mod alle former for mekaniske skader, inklusive de negative påvirkninger af miljøet. Huset er i overensstemmelse med den internationale standard og har forskellige former.
Det hermetisk forseglede stik er nødvendigt for at kommunikere sensoren med ekstra udstyr (vægte, forstærkere osv.) via et kabel. Der findes forskellige tilslutningsordninger. Designegenskaber for nogle vejeceller sørger for kabeludskiftning.
Kraftmålingssensorer
Strain force sensorer har et andet almindeligt navn - dynamometre. Disse måleinstrumenter er en integreret del af vejeudstyret. Deres behov kan næppe overvurderes, da de fungerer i alle automatiserede teknologiske systemer i enhver produktion. De er blevet brugt i landbrug, medicin, metallurgi, bilindustrien osv.
I denne målemetode forekommer mange manipulationer, og i overensstemmelse hermed skelnes der mellem flere typer vejeceller:
- taktil - underopdelt i transducere af indsats, glidning og berøring;
- resistiv - brug en strain gauge og have et lineært udgangssignal;
- piezoresonant - karakteriseret ved direkte og omvendt effekt, som giver en speciel sensor - resonator;
- piezoelektrisk - modstandsdygtig over for omgivelsestemperatur, høj styrke, bruger en direkte piezoeffekt;
- magnetisk –operere på fænomenet magnetostriktion, som ændrer geometrien af dimensioner i det magnetiske område;
- kapacitive - måleinstrumenter af parametrisk type, som er en kondensator.
Vægtmålingssensorer
Strain vejeceller består af tre elementer:
- Strain gauge.
- Bøj bjælke.
- Kabel.
Sensorer bruges i industrielt og personligt vejeudstyr. Disse måleinstrumenter er mere populære i produktionsområder og har følgende typer:
- konsolenheder - stykker af aluminium eller stål. Stål kan laves i form af en tønde eller en skive, har en høj tæthed;
- bjælkeenheder - mål belastninger på platforme og brokonstruktioner.
Fordele ved vejeceller
De er:
- Højpræcisionsmålinger af parametre.
- Tillad ikke forvrængning af information.
- Kompatibel med spændingsmålinger.
- Kompakte overordnede mål.
Ulempen kan betragtes som et tab af følsomhed af fungerende elementer under kritiske temperaturændringer.
