Конструкция тензометрических датчиков

Тензометрический датчик тензодатчик это устройство которое преобразует механическую деформацию силу массу или давление в электрический сигнал. Его работа основана на тензоэффекте свойстве твёрдых тел изменять своё электрическое сопротивление при деформации. Основные компоненты конструкции Упругий элемент. Воспринимает внешнюю нагрузку и деформируется в пределах упругой деформации после чего возвращается в исходное состояние. Изготавливается из специализированных сплавов: легированной стали для промышленных применений или авиационного алюминия для коммерческих весов. Форма элемента стержень кольцо S-образный изгиб проектируется так чтобы концентрировать деформацию в местах размещения тензорезисторов. Тензорезистор. Чувствительный элемент который изменяет своё электрическое сопротивление под действием механической деформации. Чаще всего это тонкая упругая проволока или плёнка закреплённая на контролируемой поверхности. В качестве материала часто используется константан сплав меди и никеля он характеризуется стабильным коэффициентом тензочувствительности и низким температурным коэффициентом электрического сопротивления. Герметичный корпус. Используется для защиты чувствительных элементов от пыли влаги и механических повреждений. В датчиках с высоким классом защиты IP68IP69K крышки корпуса привариваются лазером обеспечивая водонепроницаемость. Герметичный ввод кабельный разъём. Предназначен для подключения тензодатчика ко вторичному прибору весовой индикатор электронный усилитель АЦП при помощи кабеля. Принцип работы При приложении нагрузки упругий элемент деформируется. Наклеенные на него тензорезисторы растягиваются или сжимаются: при растяжении сопротивление растёт при сжатии падает. Тензорезисторы соединяются в мостовую схему Уитстона. В состоянии покоя мост сбалансирован выходное напряжение близко к нулю. Под нагрузкой мост выходит из равновесия появляется напряжение пропорциональное приложенной силе. Сигнал усиливается оцифровывается пересчитывается в килограммы или тонны и выводится на дисплей. После снятия нагрузки упругий элемент возвращается в исходную форму датчик готов к следующему измерению. Виды тензометрических датчиков по конструкции Балочные. Нагрузка прикладывается к балке которая деформируется в пределах упругости а тензорезисторы фиксируют изменение сопротивления. Часто используются в платформенных весах дозаторах или небольших бункерах. S-образные. Работают на растяжение и сжатие поэтому удобны для подвесных систем: крановых весов испытательных стендов систем контроля натяжения тросов или канатов. Колонные. Предназначены для работы с большими нагрузками от нескольких до сотен тонн. Применяются в автомобильных весах железнодорожных платформах крупногабаритных резервуарах. Мембранные шайбы. Под действием нагрузки мембрана деформируется а тензорезисторы фиксируют изменение сопротивления. Используются в прессах испытательных стендах или системах контроля усилия где важно минимальное монтажное пространство и высокая чувствительность измерений. Многовекторные. Способны воспринимать нагрузку действующую в разных направлениях. Применяются в сложных измерительных системах где важно контролировать не только величину силы но и изменение её направления например в испытательных установках робототехнике или инженерных исследованиях. Тороидальные. Датчики кольцевой формы. Такая конструкция обеспечивает равномерное распределение напряжений и высокую устойчивость к перегрузкам. Применяются в системах измерения больших усилий например в испытательных установках или тяжёлом промышленном оборудовании. Также существуют специализированные исполнения например датчики для бункеров с порошкообразными материалами для резервуаров с жидкостями модели рассчитанные на работу при повышенных температурах для троссов и др.. Современные тензодатчики могут быть цифровыми с встроенным микропроцессором который обрабатывает сигнал непосредственно в датчике. Они обладают высокой помехоустойчивостью возможностью калибровки через ПО и диагностикой состояния в реальном времени.,

#