Дензорметрлер – катуу дененин ченелген серпилгич деформациясын электрдик сигналга айландыруучу приборлор. Бул сенсор өткөргүчтүн геометриялык өлчөмдөрү чыңалуудан же кысуудан өзгөргөндө каршылыгынын өзгөрүшүнө байланыштуу болот.
Ченозмер: иштөө принциби
Аппараттын негизги элементи серпилгич түзүлүшкө орнотулган тензометр. Тез ченөөчтөр берилген жогорулатуучу күч менен этап-этабы менен жүктөө жана электр каршылыгынын чоңдугун өлчөө жолу менен калибрленет. Андан кийин, аны өзгөртүү менен, колдонулган белгисиз жүктүн жана ага пропорционалдуу штаммдын маанилерин аныктоого болот.
Сенсорлордун түрүнө жараша сиз өлчөй аласыз:
- күч;
- кысым;
- жылуу;
- момент;
- тездөө.
Түзүмдүн эң татаал жүктөө схемасы менен да, аракет күйгүзүлөттениз өлчөгүч анын торлорун негиз деп аталган узун бөлүктүн бойлоп сунууга же кысуусуна кыскарган.
Кайсы тензометрлер колдонулат
Механикалык аракетте активдүү каршылыктын өзгөрүшү менен тензометрлердин эң кеңири таралган түрлөрү - тензометрлер.
Зымдарды ченөөчтөр
Эң жөнөкөй мисал – бул изилденүүчү бөлүккө жабыштырылган ичке зымдын түз кесилиши. Анын каршылыгы: r=pL/s, мында p - каршылык, L - узундук, s - кесилиш аянты.
Тетик менен бирге желимделген зым ийкемдүү деформацияланган. Ошол эле учурда анын геометриялык өлчөмдөрү өзгөрөт. Кысылганда өткөргүчтүн кесилиши чоңоёт, ал эми керилгенде кичирейет. Демек, каршылыктын өзгөрүшү деформациянын багытына жараша белгисин өзгөртөт. Мүнөздөмө сызыктуу.
Тензомердин төмөн сезгичтиги кичинекей өлчөө аянтында зымдын узундугун көбөйтүү зарылдыгына алып келди. Бул үчүн ал лак же кагаз пленкасынан жылуулоочу плиталар менен эки тарабына жабышып, зымдан спираль (тор) түрүндө даярдалат. Электр чынжырына туташтыруу үчүн аппарат эки жез коргошун зымдары менен жабдылган. Алар ширетилген же ширетилген зымдын учуна жана электр чынжырына туташтыруу үчүн жетиштүү күчтүү. Тез ченөөчү ийкемдүү элементке же сыналып жаткан бөлүккө клей менен бекитилет.
Зым жүктөөчү клеткалар төмөнкү артыкчылыктарга ээ:
- жөнөкөй дизайн;
- штаммдан сызыктуу көз карандылык;
- кичинекей;
- төмөн баа.
Кемчиликтерге төмөн сезгичтик, айлана-чөйрөнүн температурасынын таасири, нымдуулуктан коргоо зарылдыгы, ийкемдүү деформациялар чөйрөсүндө гана колдонуу кирет.
Зым ага клейдин жабышуучу күчү аны созуу үчүн талап кылынган күчтөн бир топ ашып кеткенде деформацияланат. Байланыш бетинин кесилишинин аянтына катышы 160дан 200гө чейин болушу керек, бул анын диаметри 0,02-0,025 ммге туура келет. Аны 0,05 ммге чейин көбөйтүүгө болот. Ошондо тензометрдин нормалдуу иштешинде жабышчаак катмар бузулбайт. Мындан тышкары, сенсор кысылганда жакшы иштейт, анткени зым жиптери жабышчаак пленка жана бөлүк менен ажырагыс.
Фольга жүктөөчү клеткалар
Фольга жүктөөчү клетканын параметрлери жана иштөө принциби зымдыкы менен бирдей. Жалгыз материал - нихром, константан же титан-алюминий фольга. Фотолитографияны өндүрүү технологиясы татаал тор конфигурациясын алууга жана процессти автоматташтырууга мүмкүндүк берет.
Зым тензометрлерге салыштырмалуу, фольгадан жасалган тенизометрлер сезгич, көбүрөөк ток өткөрөт, штаммды жакшы өткөрөт, өткөргүчтөрү күчтүүрөөк жана татаалыраак үлгүгө ээ.
Жарым өткөргүч жүктөө клеткалары
Сенсорлордун сезгичтиги зымга караганда болжол менен 100 эсе жогору, бул аларды күчөткүчтөрсүз тез-тез колдонууга мүмкүндүк берет. Кемчиликтери морттук, чөйрөнүн температурасына жогорку көз карандылык жана олуттуупараметр таралышы.
Тренинг ченегичтин спецификациялары
- Негиз - тор өткөргүчтүн узундугу (0,2-150 мм).
- Номиналдуу каршылык R - активдүү каршылыктын мааниси (10-1000 Ом).
- Жумуш берүүчү ток Ip - тензометр байкаларлык ысып кетпеген ток. Өтө ысып кеткенде сезгич элементтин, негиздин жана жабышчаак катмардын материалдарынын касиеттери өзгөрүп, көрсөткүчтөрдү бурмалайт.
- Чтаздык фактор: s=(∆R/R)/(∆L/L), мында R жана L – тиешелүүлүгүнө жараша электрдик каршылык жана жүктөлбөгөн сенсордун узундугу; ∆R жана ∆L - тышкы күчтүн каршылыгынын жана деформациясынын өзгөрүшү. Ар кандай материалдар үчүн, ал оң болушу мүмкүн (R чыңалуу менен көбөйөт) жана терс (R кысуу менен көбөйөт). Ар кандай металлдар үчүн s мааниси -12,6дан +6га чейин өзгөрөт.
Тензорметрлерди күйгүзүү схемалары
Кичинекей электрдик сигналдарды өлчөө үчүн эң жакшы вариант көпүрө байланышы, анын ортосунда вольтметр. Эң жөнөкөй мисал тензометр болот, анын схемасы электр көпүрөсүнүн принцибине ылайык чогултулган, анын колунун биринде ал туташтырылган. Анын түшүрүлгөн каршылыгы калган резисторлор менен бирдей болот. Бул учурда, түзмөк нөлдүк чыңалууну көрсөтөт.
Тез ченөөчтүн иштөө принциби күчтөрдүн кысуу же созуу экендигине жараша анын каршылыгынын маанисин көбөйтүү же азайтуу болуп саналат.
Тензомердин температурасы көрсөткүчтөрдүн тактыгына олуттуу таасир этет. Эгерде көпүрөнүн жүктөлбөй турган башка колунда ушундай чыңалууга каршылык камтылса, ал жылуулук эффекттерин компенсациялоо милдетин аткарат.
Өлчөө чынжырында резисторго туташтырылган зымдардын электр каршылыктарынын маанилери да эске алынышы керек. Алардын таасири тензометрдин төөнөгүчтөрүнүн бирине туташтырылган башка зымды жана вольтметрди кошуу менен азайтылат.
Эгер эки сенсор тең ийкемдүү элементке жүктөрү белгиси боюнча айырмалангандай жабышса, сигнал 2 эсеге күчөйт. Эгерде схемада төрт сенсор жогорудагы диаграммада жебелер менен көрсөтүлгөн жүктөр бар болсо, сезгичтик бир топ жогорулайт. Бул зым же фольга тензометрлерди туташтыруу менен кадимки микроамперметр электр сигналын күчөткүчсүз көрсөткүчтөрдү берет. Электр көпүрөсүнүн ар бир колунда бири-бирине барабар болушу үчүн мультиметрдин жардамы менен каршылыктын маанилерин так тандоо маанилүү.
Тензомерлердин инженерияда колдонулушу
- Таразанын конструкциясынын бир бөлүгү: таразага тартууда сенсордун корпусу ийкемдүү деформацияланат жана аны менен бирге ага тензометрлер жабышып, схемага кошулат. Электрдик сигнал эсептегичке берилет.
- Курулуш конструкцияларынын жана инженердик конструкциялардын аларды куруу жана эксплуатациялоо процессиндеги чыңалуу-деформациялык абалына мониторинг жүргүзүү.
- Машина иштетүүдө деформациялык күчтөрдү өлчөө үчүн тензометрлерпрокат стандарында жана штамптоочу пресстерде металлдын басымы.
- Болат жана башка тармактар үчүн жогорку температура сенсорлору.
- Химиялык агрессивдүү чөйрөдө иштөө үчүн дат баспас болоттон жасалган ийкемдүү элементи бар өлчөө сенсорлору.
Стандартты тензометрлер шайбалар, мамычалар, жөнөкөй же эки тараптуу устундар, S формасында жасалат. Бардык структуралар үчүн күч бир багытта колдонулушу маанилүү: жогорудан ылдыйга же тескерисинче. Оор иш шарттарында атайын конструкциялар мите күчтөрдүн аракетин жок кылууга мүмкүндүк берет. Алардын баалары негизинен ушундан көз каранды.
Тензометрлердин баасы жүздөгөн рублден жүз миңдеген рублга чейин жетет. Көп нерсе өндүрүүчүгө, дизайнга, материалдарга, өндүрүш технологиясына, өлчөнгөн параметрлердин баалуулуктарына, кошумча электрондук жабдууларга көз каранды. Көпчүлүк учурда, алар ар кандай типтеги таразалардын компоненттери.
Тыянак
Бардык тензометрлердин иштөө принциби серпилгич элементтин деформациясынын электрдик сигналга айланышына негизделген. Ар кандай максаттар үчүн, сенсорлордун ар кандай конструкциялары бар. Температураны өлчөөчү приборлорду тандап жатканда, схемалардын бурмаланган температура көрсөткүчтөрү жана мите механикалык таасирлер үчүн компенсациясы бар же жок экенин аныктоо керек.
