Полный мост тензодатчика – Датчик тензометрический (тензорезисторный) полномостовой — что это такое?

Тензодатчики | электрические измерительные приборы - Учебник

Тензодатчики

Глава 9 - Сигналы электроинструмента

Если полоса проводящего металла растягивается, она станет более тонкой и длинной, оба изменения приводят к увеличению электрического сопротивления от конца до конца. И наоборот, если полоса проводящего металла находится под действием силы сжатия (без продольного изгиба), она будет расширяться и сокращаться. Если эти напряжения удерживаются в пределах предела упругости металлической полосы (так, чтобы полоса не деформировалась постоянно), полосу можно использовать в качестве измерительного элемента для физической силы, величину приложенной силы, полученную от измерения ее сопротивления.

Что такое тензометрический датчик "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/00204.png">

Проводники тензодатчика очень тонкие: если они выполнены из круглой проволоки диаметром около 1/1000 дюймов. Альтернативно, проводники тензодатчиков могут представлять собой тонкие полосы металлической пленки, нанесенные на непроводящий материал подложки, называемый носителем . Последняя форма тензодатчика представлена ​​на предыдущей иллюстрации. Название «связанный калибр» дается тензодатчикам, которые приклеиваются к большей структуре под напряжением (так называемый образец испытания ). Задача склейки тензодатчиков для испытаний образцов может показаться очень простой, но это не так. «Измерение» - это самодельное ремесло, абсолютно необходимое для получения точных, стабильных измерений деформации. Для измерения натяжения также можно использовать размонтированный измерительный провод, натянутый между двумя механическими точками, но этот метод имеет свои ограничения.

Сопротивление деформации

Типичные сопротивления тензодатчиков варьируются от 30 до 3 кОм (безударный). Это сопротивление может изменяться лишь на долю процента для полного диапазона усилия датчика, учитывая ограничения, налагаемые пределом упругости калибровочного материала и испытываемого образца. Силы, достаточные для того, чтобы вызвать большие изменения сопротивления, будут постоянно деформировать испытательный образец и / или сами проводники датчика, тем самым разрушая датчик как измерительное устройство. Таким образом, для того, чтобы использовать тензодатчик в качестве практического инструмента, мы должны измерять чрезвычайно малые изменения в сопротивлении с высокой точностью.

Такая требовательная точность требует схемы измерения моста.

Схема измерения моста

В отличие от моста Уитстона, показанного в последней главе, с использованием детектора нулевого баланса и оператора-человека для поддержания состояния равновесия, схема моста тензодатчика показывает измеренную деформацию по степени дисбаланса и использует прецизионный вольтметр в центре мост, чтобы обеспечить точное измерение этого дисбаланса:

Обычно реостатное плечо моста (R 2 на диаграмме) устанавливается на величину, равную сопротивлению тензодатчика без применения силы. Два рычага связи моста (R 1 и R 3 ) установлены равными друг другу. Таким образом, без усилия, прилагаемого к тензодатчику, мост будет симметрично сбалансирован, а вольтметр будет показывать нулевые напряжения, представляющие нулевую силу на тензодатчике. Поскольку тензодатчик либо сжат, либо напряжен, его сопротивление будет уменьшаться или увеличиваться, соответственно, таким образом, разбалансировать мост и произвести индикацию на вольтметре. Эта компоновка с одним элементом моста, изменяющим сопротивление в ответ на измеряемую переменную (механическая сила), известна как четвертьмостовая схема.

Поскольку расстояние между тензодатчиком и тремя другими сопротивлениями в мостовой схеме может быть существенным, сопротивление провода оказывает значительное влияние на работу схемы. Чтобы проиллюстрировать влияние сопротивления провода, я покажу одну и ту же принципиальную схему, но добавлю два символа резистора последовательно с тензодатчиком для представления проводов:

ru.electronics-council.com

Тензодатчики – устройство, классические схемы подключения, маркировка, полезная информация для ремонта

Весовой измерительный датчик для весов

Занимаясь ремонтом весоизмерительной техники приходится сталкиваться с некоторым непониманием со стороны механиков такого важного понятия, как принцип работы весового измерительного датчика. Постепенно собралась небольшая коллекция частозадавемых вопросов и ответов на них. В принципе в интернете и на книжной полке есть достаточно материалов, но, как правило, это в основном информация для инженеров проектировщиков, вызывающая зевоту у инженеров ремонтников. Ответы на вопросы делались на основе практических умозаключений и на основании полученных знаний на лекциях по метрологии, но вполне допускаются ошибки в оконечных выводах, фактически все ответы подкреплены практическими данными. Вопросы будем рассматривать от простого к сложному.

 

 

  1. Как правильно называть весовой измерительный датчик для весов.
  2. Устройство весового измерительного датчика для весов.
  3. Основное отличие 6-проводного весового измерительного датчика от 4-проводного.
  4. Зачем в балке весового измерительного датчика для весов сделаны отверстия?
  5. Устройство тензорезистора
  6. Определяем маркировку проводов для измерительного датчика  весов.
  7. Определение полярности контактов для измерительного датчика весов (в разработке).

 

  Как правильно называть весовой измерительный датчик для весов.

Работая с весами уже более 20 лет, ответ на этот вопрос так и не был найден, поэтому просто перечислим встречавшиеся термины.

Датчик ХХХХ (где ХХХХ маркировка датчика), чувствительный элемент - Масса-К

Тензометрический датчик (тензодатчик) – CAS

Балка – жаргон

Мы же будем дипломатично называть - весовой измерительный датчик для весов.

 


Устройство весового измерительного датчика для весов.

Вопрос довольно глобальный, постараемся упростить материал как можно больше, и не вдаться в теоретические выкладки. В самом конце подборки мы все-таки рассмотрим весовой измерительный датчик для весов в более расширенном варианте. А пока, максимально упрощенный вариант.

Классический весовой измерительный датчик для весов на выходе имеет четыре разноцветных провода два - питание (+Ex, -Ex), два - измерительные концы (+Sig, -Sig).

Для справки. Встречаются несколько вариантов обозначения выводов весового измерительного датчика для

весов

Питание

+Ex, Ex+, Exc+, Excitation+, +Питания, +Питания датчика

-Ex, Ex-, Exc-, Excitation-, - Питания, -Питания датчика

Выход

Sig+, LC-Sig+, +Signal, +Сигнал, +Сигнал датчика

Sig-, LC-Sig-, -Signal, -Сигнал, -Сигнал датчика

Цепи компенсации (только для 6-проводного варианта)

+Sense, +Sen, Sen+, Обратная связь+

-Sense, -Sen, Sen-, Обратная связь-

Иногда встречается вариант с пятью проводами, где пятый провод служит экраном для остальных четырех. Суть работы весовой измерительный датчик для весов проста, на вход подается питание, с выхода снимается напряжение. Выходное напряжение меняется в зависимости от приложенной нагрузки на весовой измерительный датчик для весов (балку).

Упрощенная электрическая схема весового измерительного датчика для весов

 


   

Основное отличие 6-проводного весового измерительного датчика от 4-проводного.

При большой длине проводов от весового измерительного датчика до блока АЦП, сопротивление самих проводов начинает влиять на показания весов.

Существует два решения этой проблемы:

1. Делать длину проводов одной и той же длины,  тогда погрешность от сопротивления проводов вносимая в цепь измерения будет заранее известна, и будет скомпенсирована на уровне АЦП.

Для справки. На весах Масса-К серии ВТ было использовано оригинальное решение, АЦП был установлен прямо на весовом измерительном датчике, что позволяло решить проблему сопротивления проводов. Но был допущен серьезный инженерный просчет – переключатель калибровки не был вынесен за переделы весового измерительного датчика, и как результат усложненная процедура калибровки.

2. Добавить измерительную цепь, с помощью которой можно измерить сопротивление провода (а точнее падение напряжения) и в динамике подкорректировать погрешность от сопротивления проводов вносимую в цепь измерения.

Измерительная цепь +Sen, -Sen позволяет измерить падение напряжения на соединительных проводах

 Для этих целей добавляют два провода +Sen, -Sen которые и позволяют измерить падение напряжения на проводах, теперь достаточно вычесть это значение  из общих измерений и мы получим показания только с тензорезисторов.

Упрощенный алгоритм работы обратной связи для компенсации падения напряжения на проводах

Вывод: Из вышесказанного следует, для 4-проводной схемы подключения весового измерительного датчика категорически не рекомендуется изменять (удлинять или укорачивать) длину кабеля от датчика до АЦП. В принципе при изменении длины соединительного кабеля можно сделать повторную калибровку, но вот калибровку термокомпенсации, вряд ли удастся, если это не предусмотрено конструкцией весов

  


  

Зачем в балке весового измерительного датчика для весов сделаны отверстия?

Если бы в балке не было отверстий, то вся нагрузка была бы распределена по всей поверхности в равной степени, и выявить деформацию было бы очень трудно. Так как тензорезисторы должны размещаться в местах наибольшего напряжения, то место установки последних делают специально тонким, нагрузка приложенная на конец балки, была максимально выражена в этих самых местах. Для максимального эффекта тензорезисторы строго ориентируют на поверхности балки, строго под самым тонким местом.

Тензорезистор установлен строго по меткам на поверхности балки и в соответствии с метками на подложке.

Двумя отверстиями расположенными рядом достигается эффект – на одной плоскости один датчик работает на сжатие другой на растяжение.

Работа тензорезисторов под нагрузкой

 


  

Устройство тензорезистора.

Как правило, тензорезистор весового измерительного датчика для весов представляет собой длинный проводник выполненный в виде змейки. При сжатии длина проводника уменьшается и сопротивление уменьшается, при растяжении длина увеличивается и сопротивление увеличивается.

Основной тензорезистор, его положение строго позиционировано, в примере 265 Ом

Измерительный тензорезистор устанавливается строго по меткам, позиционные метки расположены по трем сторонам.

  

Компенсационный тензорезистор, требования к позиционированию менее жесткие, в примере 20 Ом  

  


  

Китайский тензодатчик.

Несмотря на привычный образ для китайской продукции – товар плохого качества. Китайские тензодатчики обладают довольно хорошими измерительными параметрами, и это не просто цифра на бумажке, а реальная цифра снимаемая с тензодатчика при измерениях. Но без ложки дегтя не обойтись, именно на китайских  датчиках первый раз довелось увидеть деформацию балки, видимую даже невооруженным взглядом.

Тензодатчик 6кг (Китай) деформация видна без линейки

 

Тензодатчик 150кг (Китай) и снова деформация видна без измерительных приспособлений

Не то что бы тензодатчики других производителей (не Китай) работают безотказно, например при наезде на тензодатчик машиной, тензодатчик конечно выходит из строя, но на нем просто срезает резьбу, нарезаем новую резьбу и датчик снова исправен. 


 

Определяем маркировку проводов для измерительного датчика  весов.

Применяем  теорию на практике.  В качестве образца рассмотрим датчик с весов CAS DB H, у которого нам надо определить  назначения контактов с датчика, а именно входные/выходные цепи.

Для справки.  Весы CAS DB H со старым АЦП, дисплей люминесцентный с накалом. Напряжение питания может отличаться от весов с черным АЦП.

Провода имеют  цветовую маркировку и их 5 – черный, синий, зеленый, красный, белый. Черный откидываем сразу, он ни с чем не звонится – это экран. Будем отталкиваться от того факта, что большинство  датчиков имеют выходное сопротивление измерительного моста кратным 350 Ом, а сами датчики подключены по мостовой схеме.  Измеряем сопротивления между всеми выводами, получаем 6 значений:

  1. красный-белый 422 Ом
  2. синий-зеленый 350 Ом
  3. синий-красный 335 Ом
  4. зеленый-красный 335 Ом
  5. синий-белый 261 Ом
  6. зеленый-белый 261 Ом

Способ №1 классический.

Более быстрый, но дающий результат, в случае если датчик имеет выходное сопротивление измерительного моста кратное 350 Ом.

Как можно увидеть синий и зеленый провод  являются контактами  выходного сопротивления измерительного моста, так как сопротивление между ними кратно 350 Ом. Соответственно  оставшиеся два контакта красный и белый  - это контакты питания датчика.

Рис. Определяем входные и выходные цепи датчика с весов CAS DB H.

Для справки. Остальные данные по сопротивлению проводов весового датчика весов CAS DB H можно посмотреть здесь. Допускается отклонение сопротивления от указанных +-1 Ом. Стандартное напряжение питания датчика – это  +5В, но датчики обычно рассчитываются на 12В.  

Способ №2 альтернативный.

Проверялся только на мостовой схеме, для других схем подключения может не подойти.

Находим контакты с максимальным  сопротивлением, красный и белый провод имеют сопротивление больше всех , 422 Ом – это контакты для входного напряжения. Соответственно оставшиеся два синий и зеленый, есть контакты выходного сопротивления измерительного моста.

 Мы намеренно опустили определение полярности входных и выходных групп контактов, что бы не перегружать материал информацией.


 

Определение полярности контактов для измерительного датчика весов (в разработке).

Тут все несколько неоднозначно, по крайней мере,  для нас. Поэтому выкладываем только данные практических экспериментов. В качестве объекта измерения выбраны весы CAS DB 1H с тензодатчиком BC-150DB.  Зная паспортные данные тензодатчика,  имея 4 варианта   подключения и зная правильную ориентацию на станине – снимем показания с выходного датчика. Правильное подключение по паспорту.
 

Вариант 1. (паспортное подключение)


Рис.   Подключение тензодатчика по заводским параметрам.

Питание от 5В

  • 0кг, на выходе  0мВ
  • 20кг, на выходе 1мВ
  • 40кг, на выходе 1,9мВ

 

Показания родного АЦП с весов

  • 0 кг, показания АЦП, канал неизвестен  1,160
  • 20 кг, показания АЦП, канал неизвестен  5,956
  • 40 кг, показания АЦП, канал неизвестен  10,751

Давление на датчик снизу вверх - дает на выходе отрицательное напряжение.

 

Вариант 2. (перевернутое подключение)


Рис.   Подключение тензодатчика наоборот, на входе плюс подключаем к минусу, на выходе плюс соединяем к минусу.

Питание от 5В

  • 0кг, на выходе  0мВ
  • 20кг, на выходе 1мВ
  • 40кг, на выходе 1,9мВ

 

Показания родного АЦП с весов

  • 0 кг, показания АЦП, канал неизвестен  1,150
  • 20 кг, показания АЦП, канал неизвестен  5,916
  • 40 кг, показания АЦП, канал неизвестен  10,679

Давление на датчик снизу вверх - дает на выходе отрицательное напряжение.

Как видно из показаний, данные АЦП несколько отличаются. В рабочем режиме  весы начинают «врать», то есть показывать меньший вес, но если весы откалибровать - показания становятся правильными и весы становятся полностью работоспособными.

 

Вывод.

Фактически подключение не влияет на работоспособность весов в целом, но показания при разных подключениях имеют небольшое отличие. Тензодатчик можно заставить работать в обоих подключениях.  Два других варианта подключения рассматривать не будем, так как показания вольтметра на выходе получаются отрицательными, а соответственно нас не интересуют.

zipstore.ru

принцип работы и подключение тензометрического датчика

«Точность – вежливость королей!» В наше время актуальность этого средневекового французского афоризма только растет. Для проведения точных измерительных вычислений на производстве и в быту все шире используются приборы на основе тензометрических датчиков.

Что такое тензометрия и для чего нужны тензодатчики

Тензометрия (от лат. tensus — напряжённый) – это способ и методика измерения напряжённо-деформированного состояния измеряемого объекта или конструкции. Дело в том, что нельзя напрямую измерить механическое напряжение, поэтому задача состоит в измерении деформации объекта и вычислении напряжения при помощи специальных методик, учитывающих физические свойства материала.

В основе работы тензодатчиков лежит тензоэффект — это свойство твёрдых материалов изменять своё сопротивление при различных деформациях. Тензометрические датчики представляют собой устройства, которые измеряют упругую деформацию твердого тела и преобразуют её величину в электрический сигнал. Этот процесс происходит при изменении сопротивления проводника датчика при его растяжении и сжатии. Они являются основным элементом в приборах по измерению деформации твёрдых тел (например, деталей машин, конструкций, зданий).

Устройство и принцип работы

Основу тензодатчика составляет тензорезистор, оснащенный специальными контактами, закрепленными на передней части измерительной панели. В процессе измерения чувствительные контакты панели соприкасаются с объектом. Происходит их деформация, которая измеряется и преобразуется в электрический сигнал, передаваемый на элементы обработки и отображения измеряемой величины тензометрического датчика.

В зависимости от сферы функционального использования датчики различаются как по типам, так и по видам измеряемых величин. Важным фактором является требуемая точность измерения. Например, тензодатчик грузовых весов на выезде с хлебозавода совершенно не подойдет к электронным аптекарским весам, где важна каждая сотая часть грамма.

Рассмотрим более предметно виды и типы современных тензометрических датчиков.

Датчики крутящего момента

Датчики крутящего момента предназначены для измерения крутящего момента на вращающихся частях таких систем, как коленвал двигателя или рулевой колонки. Тензодатчики крутящего момента могут определять как статический, так и динамический момент контактным либо бесконтакным (телеметрическим) способом.

Тензодатчики балочного, консольного и кромочного типов

Эти типы датчиков изготавливают обычно на основе параллелограммной конструкции со встроенным элементом изгиба для высокой чувствительности и линейности измерений. Тензорезисторы в них закрепляются на чувствительных участках упругого элемента датчика и соединяются по схеме полного моста.

Конструктивно балочный тензодатчик имеет специальные отверстия для неравномерного распределения нагрузки и выявления деформаций сжатия и растяжения. Для получения максимального эффекта тензорезисторы по специальным меткам строго ориентируют на поверхности балки в ее самом тонком месте. Высокоточные и надежные датчики этого типа используют для создания многодатчиковых измерительных систем в платформенных или бункерных весах. Нашли они свое применение и в весовых дозаторах, фасовщиках сыпучих и жидких продуктов, измерителях натяжения тросов и других измерителях силовых нагрузок.

Тензодатчики силы растяжения и сжатия

Тензодатчики силы растяжения и сжатия, как правило, имеют S-образную форму, изготавливаются из алюминия и легированной нержавеющей стали. Предназначены для бункерных весов и дозаторов с пределом измерения от 0,2 до 20 тонн. S-образные тензодатчики силы растяжения и сжатия могут использоваться в станках по производству кабелей, тканей и волокон для контроля силы натяжения этих материалов.

Тензорезисторы проволочные и фольговые

Проволочные тензорезисторы делают в виде спирали из проволоки малого диаметра и крепят на упругом элементе или исследуемой детали с помощью клея. Их отличает:

  • простота изготовления;
  • линейная зависимость от деформации;
  • малые размеры и цена.

Из недостатков отмечают низкую чувствительность, влияние температуры и влажности среды на погрешность измерения, возможность применения только в сфере упругих деформаций.

Фольговые тензорезисторы в настоящее время являются наиболее распространенным типом тензорезисторов из-за их высоких метрологических качеств и технологичности производства. Это стало доступным благодаря фотолитографической технологии их изготовления. Передовая технология позволяет получать одиночные тензорезисторы с базой от 0,3 мм, специализированные тензометрические розетки и цепочки тензорезисторов с широким рабочим температурным диапазоном от –240 до +1100 ºС в зависимости от свойств материалов измерительной решетки.

Преимущества и недостатки тензодатчиков

Широкое применение тензодатчики получили благодаря своим свойствам:

  • возможности монолитного соединения датчика деформации с исследуемой деталью;
  • малой толщине измерительного элемента, что обеспечивает высокую точность измерения с погрешностью 1-3 %;
  • удобстве крепления, как на плоских, так и на криволинейных поверхностях;
  • возможности измерения динамических деформаций, меняющихся с частотой до 50000 Гц;
  • возможности проведения измерений в сложных условиях окружающей среды в температурном интервале от -240 до +1100˚С;
  • возможности измерений параметров одновременно во многих точках деталей;
  • возможности измерения деформации объектов, расположенных на больших расстояниях от тензометрических систем;
  • возможностью измерения деформаций в движущихся (крутящихся) деталях.

Из недостатков следует отметить:

  • влияние метеоусловий (температуры и влажности) на чувствительность датчиков;
  • незначительные изменения сопротивления измерительных элементов (около 1%) требует применение усилителей сигналов.
  • при работе тензодатчиков в условиях высокотемпературной или агрессивной среды необходимы специальные меры их защиты.

Основные схемы подключения

Рассмотрим это на примере подключения тензометрических датчиков к бытовым или промышленным весам. Стандартный тензодатчик для весов имеет четыре разноцветных провода: два входа – питание (+Ex, -Ex), два других – измерительные выходы (+Sig, -Sig). Встречаются также варианты с пятью проводами, где дополнительный провод служит в качестве экрана для всех остальных. Суть работы весового измерительного датчика балочного типа довольно проста. На входы подается питание, а с выходов снимается напряжение. Величина напряжения зависит от приложенной нагрузки на измерительный датчик.

Если длина проводов от весового тензодатчика до блока АЦП значительна, то сопротивление самих проводов будет влиять на показание весов. В этом случае целесообразно добавить цепь обратной связи, которая компенсирует падение напряжения путем корректировки погрешности от сопротивления проводов, вносимую в измерительную цепь. В этом случае схема подключения будет иметь три пары проводов: питания, измерения и компенсации потерь.

Примеры использования тензометрических датчиков

  • элемент конструкции весов.
  • измерение усилий деформации при обработке металлов давлением на штамповочных прессах и прокатных станах.
  • мониторинг напряженно-деформационных состояний строительных конструкций и сооружений при их возведении и эксплуатации.
  • высокотемпературные датчики из жаропрочной легированной стали для металлургических предприятий.
  • с упругим элементом из нержавеющей стали для измерений в химически агрессивной среде.
  • для измерения давления в нефте и газопроводах.

Простота, удобство и технологичность тензодатчиков – основные факторы для дальнейшего активного их внедрения, как в метрологические процессы, так и использования в повседневной жизни в качестве измерительных элементов бытовой техники.

odinelectric.ru

7. Тензодатчики | 8. Применение электрических сигналов | Часть1

7. Тензодатчики

Тензодатчики

Если полоску проводящего металла растянуть, то она станет тоньше и длиннее, что приведет к увеличению сопротивления между ее концами. И наоборот, если такую полоску поместить под тяжелый предмет, то она станет шире и короче, а сопротивление ее уменьшится. Если эти усилия останутся в рамках предела упругости металлической полоски (деформация обратима), то ее можно использовать для измерения физической силы. По изменению сопротивления полоски можно вычислить степень деформации, которая будет пропорциональна силе, приложенной к конструкции.

Описанное устройство называется тензометрическим датчиком, или просто тензодатчиком. Тензодатчики чаще всего используются в научных исследованиях машиностроения для измерения деформаций, произведенных различными механизмами. Тестирование элементов конструкции самолетов является одной из областей их применения. Небольшие тензометрические полоски приклеиваются к конструктивным элементам, местам соединений и другим важным компонентам планера для измерения деформаций, созданных динамическими силами. Большинство тензодатчиков своими размерами не превышают почтовой марки, и выглядят примерно так:

 

 

Проводники тензодатчика должны быть очень тонкими, ели они изготавливаются из круглого провода, то их диаметр не должен превышать 1/1000 дюйма. В качестве альтернативного материала для проводников тензодатчика зачастую используют тонкие полоски металлической пленки, нанесенные на непроводящую подложку. Последняя форма тензодатчика представлена на предыдущей иллюстрации. Тензодатчики обычно приклеиваются к более крупной конструкции, находящейся под воздействием определенной силы (испытательному образцу).

Сопротивление тензодатчиков в состоянии спокойствия обычно находится в пределах от 30 Ом до 3 кОм. Под воздействием максимальной физической силы, с учетом ограничений, накладываемых пределами упругости материалов тензодатчика и испытательного образца, это сопротивление может измениться только на доли процента. Сила, способная вызвать большие изменения сопротивления, приведет к необратимой деформации испытательного образца и/или тензодатчика, сделав их непригодными для использования в качестве измерительных устройств. Отсюда можно сделать вывод, что нам придется измерять очень малые изменения сопротивления с высокой точностью.

Для этой цели как нельзя лучше подойдет мостовая схема. В отличие от моста Уитстона, описанного в предыдущем разделе,  в котором состояние равновесия поддерживается при помощи нуль-детектора и человека-оператора, в мостовой схеме с тензодатчиком используется находящийся в центре моста точный прецизионный вольтметр, обеспечивающий точное измерение дисбаланса по которому можно судить о степени деформации:

 

 

В этой схеме, как правило, сопротивление резистора R2 устанавливается равным сопротивлению тензодатчика в спокойном состоянии. Сопротивления резисторов R1 и R3 так же подбираются равными друг другу. Таким образом, если к тензодатчику не приложено никакой силы, мост будет симметрично сбалансирован и вольтметр покажет напряжение 0 вольт. Как только мы сожмем или растянем тензодатчик, сопротивление его соответственно увеличится или уменьшится, произойдет разбалансировка моста и вольтметр покажет нам некоторое напряжение.

Так как расстояние между тензодатчиком и тремя другими резисторами мостовой схемы могут быть значительными, сопротивление проводов может оказать существенное влияние на работу схемы. Чтобы проиллюстрировать эффект сопротивления проводов, мы покажем ту же самую схему, но добавим в нее два последовательных с тензодатчиком резистора, которые обозначат провода:

 

 

Сопротивление тензодатчика (Rтензодатчика) в данной схеме не является единственным измеряемым сопротивлением: на показания вольтметра будут так же влиять последовательно включенные сопротивления проводов Rпровода1 и Rпровода2. Этот фактор может привести к неверной интерпретации силы, примененной к датчику.

Несмотря на то, что данный эффект невозможно устранить полностью, его можно значительно минимизировать путем добавления третьего провода, соединяющего правую сторону вольтметра с верхним выводом тензодатчика:

 

 

Поскольку в третьем проводе ток фактически отсутствует (из-за высокого внутреннего сопротивления вольтметра), его сопротивление не вызовет сколько нибудь значимого падения напряжения. Можно сказать, что мы "обошли" сопротивление верхнего провода (Rпровода1) путем подключения вольтметра непосредственно к верхнему выводу тензодатчика. В данном случае у нас остается только паразитное сопротивление нижнего провода. Это, конечно, не идеальное решение проблемы, но все же оно лучше, чем предыдущая схема.

Существует еще один, гораздо более эффективный, способ борьбы с паразитными сопротивлениями, который, к тому же, помогает смягчить другой вид погрешности - изменение сопротивления при изменении температуры. Последняя особенность в той или иной мере характерна для всех проводников. Решить обе эти проблемы можно путем использования компенсационного тензодатчика (не подвергается воздействию физической силы) вместо резистора R2, который наклеивается на образец из такого же материала, что и испытуемый, и размещается рядом с ним. Теперь изменение температуры вызовет одинаковое изменение сопротивления обоих тензодатчиков, сохраняя тем самым баланс мостовой схемы:

 

 

В данной схеме резисторы R1 и R3 имеют одинаковые значения сопротивления, а тензодатчики идентичны друг другу. При отсутствии приложенной силы, мост находится в идеально сбалансированном состоянии и вольтметр показывает 0 вольт. Оба датчика соединены с одинаковыми образцами испытуемого материала, но только один из них подвергается физическим нагрузкам (активный датчик). Другой датчик изолирован от всех механических воздействий, и действует только как устройство температурной компенсации ( компенсационный датчик). Если температура окружающей среды изменится, то сопротивления обоих тензодатчиков изменятся на одинаковый процент, в результате чего баланс мостовой схемы сохранится. Повлиять на балансировку моста в этом случае может только изменение сопротивления активного тензодатчика в результате воздействия на него физической силы.

Провода, соединяющие оба тензодатчика с мостом, тоже не будут влиять на точность схемы, потому что они имеют примерно одинаковую длину, и их паразитные сопротивления компенсируют друг друга:

 

 

Несмотря на то, что в данной схеме имеется два тензодатчика, только один из них реагирует на приложенную физическую силу. Давайте исправим такое положение дел, и расположим верхний тензодатчик таким образом, чтобы на него воздействовала сила противоположная той, которая воздействует на нижний датчик (т.е. когда верхний датчик сжат, нижний будет растянут, и наоборот). В этом случае мост будет более чутко реагировать на приложенную силу:

 

 

На следующей иллюстрации показан пример того, как два тензодатчика могут быть связаны с испытательной конструкцией:

 

 

При отсутствии приложенной силы тензодатчики имеют одинаковое сопротивление, и мост находится в сбалансированном состоянии. Если к свободному концу испытательной конструкции приложить силу, то она прогнется вниз, растянув при этом тензодатчик 1 и сжав тензодатчик 2:

 

 

Для еще большей чувствительности, в мостовую схему можно включить четыре активных тензодатчика:

 

 

Несмотря на то, что мостовые схемы с двумя и четырьмя активными тензодатчиками обладают большей чувствительностью в сравнении со схемой с одним датчиком, зачастую бывают такие ситуации, в которых на испытуемой конструкции невозможно разместить все датчики. В таких случаях не остается другого выбора, как использовать только один тензодатчик.

И все же, когда имеется возможность, то лучше использовать схему с четырьмя датчиками. Делать это нужно не только потому, что такая схема обладает большей чувствительностью, но и потому, что она более линейная. Если в схемах с одним и двумя активными датчиками сигнал приблизительно пропорционален приложенной силе, то в мостовой схеме с четырьмя тензодатчиками он прямопропорционален этой силе.

www.radiomexanik.spb.ru

Принцип работы тензорезисторов и тензодатчиков

Принцип работы

Тензорезисторы

Тензорезисторы – это резисторы, сопротивление которых зависит от их деформации.

Широко используются решётчатые чувствительные элементы из тонкой металлической резистивной фольги.

Пьезорезисторы

Пьезорезисторы – это полупроводниковые датчики, сопротивление которых зависит от деформации.

Тензодатчики

Тензорезисторы являются основой тензодатчиков (Strain Gauge), служащих для косвенного измерения силы (веса, давления, момента, ускорения, перемещения) по деформации калиброванного элемента (пружины, стержня), вызванного действием этой силы.

Весоизмерительные ячейки

Весоизмерительные ячейки (Load Cell) – это тензодатчики, конструкция которых позволяет использовать их для измерения веса в различных промышленных приложениях (платформенные весы, резервуарные весы, конвейерные весы и т.п.).

Специальные монтажные компоненты компенсируют нежелательные (горизонтальные) нагрузки на весоизмерительную ячейку:

  • Самоцентрирующаяся качающаяся опора
  • Ограничитель качания
  • Стопор подъёма
  • Эластичная опора
  • Изгибная опора и др.

Мост Уитстона (Weatstone Bridge)

Мост Уитстона используется для регистрации изменения сопротивления.
В тензодатчиках с помощью моста Уинстона измеряют деформацию.

На упругий стержень наклеиваются четыре тензорезистора: 1,2,3 и 4 (см. рисунок) с одинаковыми характеристиками. Тензорезисторы включаются в плечи моста так, как показано на рисунке справа. На диагональ a-b моста подаётся постоянное напряжение E, диагональ c-d является измерительной. В ненагруженном состоянии мост сбалансирован и выходное напряжение моста U равно нулю.

Под воздействием силы F стержень деформируется, тензорезисторы 1 и 4 сжимаются, а тензорезисторы 2 и 3 растягиваются. Выходное напряжение моста U пропорционально силе F.


Как выбрать

Датчики силы, весоизмерительные ячейки

  • Приложение силы
    • Сжатие
    • Растяжение
    • Сжатие и растяжение
  • Конструкция
    • Балочного типа:
      • изгибный стержень
      • срезной стержень
    • Изгибная кольцевая пружина
    • S - образная (тензодатчики сжатия-растяжения)
    • Прямоугольная (Single Point)
    • Датчики сжатия мембранного типа
    • Датчики сжатия типа колонна
  • Специальное применение
    • Платформенные весы
    • Путевые весы
    • Резервуарные весы
    • Подвесные весы
    • Конвейерные весы
    • Ленточные весы
    • Рольганговые весы
    • Бункерные весы
  • Диапазон измерений (Н, кгс)
  • Точность измерений
  • Нелинейность
  • Гистерезис
  • Максимальная безопасная перегрузка
  • Защита от перегрузки
  • Ресурс (число циклов измерений)
  • Выходной сигнал.

Акселерометры (датчики ускорения)

  • Диапазон измерений (м/с2)
  • Нелинейность
  • Гистерезис
  • Безопасная перегрузка
  • Частотный диапазон
  • Выходной сигнал.

Датчики перемещения

  • Диапазон измерений (мм)
  • Нелинейность
  • Гистерезис
  • Усилие при измерении (Н)
  • Индикаторная шкала
  • Выходной сигнал.

Датчики крутящего момента

  • Диапазон измерений (Нм)
  • Нелинейность
  • Гистерезис
  • Безопасная перегрузка
  • Ограничитель перегрузки
  • Максимальная частота вращения
  • Выходной сигнал.

Общее для всех тензодатчиков

  • Выходной сигнал
  • Степень защиты корпуса
  • Материал
  • Класс взрывозащиты
  • Напряжение питания.


Анализаторы газа и жидкости

Системы идентификации

www.maxplant.ru

Полномостовой тензометрический датчик типа моста 350 Ом под названием изгиб давления стальной бар модуль обнаружения усиления деформации

\

\

 

\

Изгиб модуля цементного моста тензодатчика
Источник питания DC: 5 В
Выход Точность 0,001 V
Выходное напряжение составляет от-4 до + 4 в, что зависит от изгиба Ю Чжэн и обратного изгиба.
Модуль состоит из одного моста высокоточного тензодатчика.
Изгиб на 3-5 градусов может достигать полной мощности.
Модуль усиления Регулируемая увеличение
Отрегулируйте увеличение потенциометром 2500-3000 раз.
Нулевая точка выхода также регулируется.
Размер: 50,5X30,5 (единица мм)
Вес: 7,8 (единица грамм)

\

---------------------------------------------------------------------------------------

\

Описание модуля, простое предложение заключается в том, что значение выходного напряжения отличается с разными градусами изгиба.
Его можно использовать для обнаружения изгиба дерева, изгиба и изгиба моста.

\

Принцип деформации сопротивления основан на эффекте деформации, то есть Когда проводник или полупроводниковый материал механически деформируется под действием внешней силы, его сопротивление меняется соответственно, это явление называется & ldquo; эффект деформации & rdquo;.

\

 

\

Тензодатчик прикреплен к измеряемому объекту, так что он гнется с напряжением измеряемого объекта, так что металлическая фольга внутри гнется с напряжением. Многие металлы изменят сопротивление при механическом сгибе.

\

 

\

 

\

Вопрос: Как использовать этот принцип?
Это датчик сгиба.
Принцип взвешивания также, чтобы определить преобразование изгиба, положите тензодатчик на носителя, такие как: железные алюминиевые и пластиковые листы, а затем согните несущую, датчик напряжения обнаружен изгиб выходного напряжения изменится.
Тензодатчики могут быть наклеены на объект для обнаружения изгиба, а затем мы модуль согните напряжение преобразования.

\

 

\

Многие задают вопрос о том, как рассчитать выход и соответствующие значения.

\

Тензодатчики не являются датчиками давления, а Тензодатчики относятся к деформации изгиба.
Фактическое значение, за исключением напряжения, например, 1 кг, вес на выходе 1 в, составляет 1 в, за исключением 1000 = за грамм 0,001 в.
Выход объекта отличается, даже если он так называется.

\

 

\

Необходимо вставить силикагель для поиска силикона в нашем магазине.

ru.aliexpress.com

KA серии вафельный тензодатчик/круглая диафрагма/весь мост натяжения цветок BHF350 12KA полный мост тензодатчик датчик давления

Оплата и проверка

 Мы принимаем Alipay, West Union, TT.Все основные кредитные карты принимаются через безопасный платежный процессор ESCROW.

ESCROW будет удерживать оплату до тех пор, пока вы не получите ваш заказ.

Доставка


1. Мы отправляем ваши заказы в течение 2-7 рабочих дней после подтверждения оплаты.


2. В большинстве случаев товар доставляется в большинство стран в течение 8-15 рабочих дней. В некоторые отдаленные регионы может занять более 20 рабочих дней.


3. Если вы не получили товар через 30 дней, пожалуйста, свяжитесь с нами, мы раскроем и решим проблему доставки.

 

Способ доставки Перевозчик Отслеживания Отправки товара Обратите внимание
Пособия по экономике доставка Китай (материк)/сингапурская почта Да 8 ~ 20 рабочих дней Иногда доставка может занять больше дней из-за неясной причины.
Ускоренная доставка DHL, FedEx, UPS, ТНТ... Да 3 ~ 5 рабочих дней  
EMS Да 5 ~ 10 рабочих дней Иногда доставка может занять больше дней из-за неясной причины.

Изготовленный на заказ

1. Цена, которую вы заплатили за товар, исключает любой Таможенный налог. Наш магазин не несет никаких пошлин в стране назначения.


2. мы обычно указываем товары в соответствии с вашими потребностями в профомальном/коммерческом счете-фактуре, и мы стараемся помочь минимизировать или избежать каких-либо GST или V.A.T или других налогов на импорт, но мы не можем гарантировать никаких налогов, так как это зависит от импортной политики вашей страны.


3. Если ваш детальный адрес относится к удаленному району, стоимость доставки будет более высокой, чем стандартная.

4. Расходы могут взиматься, если доставка отклонена и отправлена обратно в наш офис.

 Возврат и возмещение стоимости:


1. Обмен будет предложен только бракованным товаром.

2. Дефектные товары должны быть возвращены в течение 30 дней с даты размещения заказа.

3. процесс возврата может занять до 7 рабочих дней после того, как мы получим ваш продукт. обратная доставка будет оплачена покупателем. все возвращенные товары должны быть в оригинальной упаковке, и вы должны предоставить нам номер отслеживания доставки, конкретная причина возврата

4. Мы вернем Вам полную сумму выигравшей цены, при получении товара в его первоначальном состоянии и упаковке со всеми компонентами и аксессуарами в комплекте, после того как покупатель и продавец отменят сделку с AliExpress. Или вы можете выбрать замену.

5. Мы будем нести всю стоимость доставки, если продукт (ы) является (являются) не как рекламируется.


Отзывы


1. Мы оставим положительные отзывы после получения оплаты, пожалуйста, не забудьте дать нам и пять звезд на все подробные оценки продавца

 

2. если вы не удовлетворены своим опытом покупок, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы получить решение, прежде чем вы решите оставить нейтральные или негативные отзывы, мы постараемся сделать все возможное, чтобы решить любые проблемы для вас как можно скорее, спасибо.


3. Мы предоставим Вам услуги как можно лучше, потому что отзывыПять звезд-это то, к чему мы стремимся. Пожалуйста, напишите мне через "мои сообщения" или "Почта", если у вас есть какие-либо вопросы о наших листингах или вашей покупке

Пожалуйста, свяжитесь с нами

Мы приветствуем все сообщения в любое время и с радостью отвечаем на каждое сообщение, обычно в течение 24 часов. 

Спасибо за вашу поддержку, желаю вам хорошего дня!

ru.aliexpress.com

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о