V različnih sodobnih sferah človeške dejavnosti obstaja potreba po nadzoru različnih struktur z merjenjem parametrov in trenutnega stanja tega elementa. Senzorji merilnika napetosti so nepogrešljivi pomočniki pri tej zadevi.
Vodilne tehnologije vse pogosteje uporabljajo elektronske merilnike napetosti, med katerimi so najbolj razširjeni modeli natezno-odpornih naprav. Elementi merilnika napetosti lahko merijo težo, silo, tlak, gibanje itd.
Merilne mere se pogosto uporabljajo za tehtnice, industrijske stroje, različne motorje, uporabljajo se v gradbeništvu in na mnogih drugih področjih.
Vrste senzorjev
V različnih panogah se uporablja veliko različnih merilnih pretvornikov. Obstajajo naslednje vrste naprav:
- orodja za merjenje sile - senzorji iščejo spremembe parametrov sile in obremenitve;
- naprave za merjenje projekcije pospeška - merilniki pospeška;
- merilno sredstvo za premikanje preskusnih materialov;
- tlačne naprave za manometer – za katero je značilen nadzor tlačnih parametrov različnih elementov v različnihokolja;
- pretvorniki navora.
Za tehtnice so merilne celice najbolj tipičen strukturni element. Glede na uporabo strukture površine za sprejem tovora se uporabljajo naslednje vrste senzorjev:
- naprave tipa konzole;
- merilni instrumenti v obliki latinske črke S;
- naporne celice v obliki plošče;
- Merilne naprave, ki bežno spominjajo na obliko soda.
Obstaja klasifikacija merilnih merilnikov napetosti, odvisno od konstrukcijskih značilnosti - element občutljivosti. Izvorno gradivo opredeljuje naslednje modele:
- žica - ustvarjena v obliki žice, material je dvokomponentni nikrom, elementarna spojina fechral, termostabilna zlitina konstantan;
- folijski merilniki napetosti - uporabite tanke trakove folije;
- polprevodniški senzorji - izdelani iz kemičnih elementov, kot so silicij, galij, germanij.
Načelo delovanja
Načelo naprave temelji na tenzorskem učinku. Njegovo bistvo je v spreminjanju delovnega upora polprevodnih elementov med njihovo napetostjo ali stiskanjem – mehansko deformacijo.
Temski merilniki so konstruktiven sklop merilnikov napetosti, ki ima komunikacijsko točko na plošči. Slednji je povezan z materialom za merjenje. Funkcionalni diagram delovanjamerilnik napetosti je, da obstaja vpliv na element občutljivosti. Naprava je priključena na vir napajanja prek električnih vtičnic, ki so v stiku z občutljivo ploščo.
Za kontaktne točke je značilna prisotnost konstantne napetosti. Merilna celica prevzame del preko posebne podlage. Masa materiala prekine tokokrog zaradi deformacijskih popačenj. Nastali proces se pretvori v signal električnega toka.
Senzor tlaka manometra se pogosto uporablja z merilniki napetosti AC. V tem sistemu se izvaja amplitudna modulacija napetosti, ki se dovaja neposredno na senzorje pretvornika.
Naprava za nakladanje
Instrument za merjenje deformacije je sestavljen iz:
- elastični element;
- merilnik napetosti;
- ohišje naprave;
- zapečaten konektor.
Pod elastičnim elementom je mišljeno telo, ki prevzame obremenitev. Večinoma je izdelan iz posebnih jekel, ki so bili vnaprej toplotno obdelani. To vpliva na pridobivanje stabilnih odčitkov. Oblika izdelave je predstavljena v obliki palice, obroča ali konzole. Struktura palic je bolj iskana in razširjena.
Merilnik napetosti je sklop žičnega ali folijskega upora, ki je prilepljen na palico. Ta del senzorja napetosti spremeni svoj upor glede na deformacijo palice, deformacijsko popačenje pa je sorazmerno znaloži.
Telo merilne naprave ščiti notranjo strukturo pred vsemi vrstami mehanskih poškodb, vključno z negativnimi vplivi okolja. Ohišje je v skladu z mednarodnim standardom in ima različne oblike.
Hermetično zaprt konektor je potreben za komunikacijo senzorja z dodatno opremo (tehtnice, ojačevalniki itd.) preko kabla. Obstajajo različne sheme povezav. Konstrukcijske značilnosti nekaterih merilnih celic omogočajo zamenjavo kabla.
Senzorji za merjenje sile
Senzorji sile napetosti imajo še eno splošno ime - dinamometri. Ti merilni instrumenti so sestavni del opreme za tehtanje. Njihove potrebe je težko preceniti, saj delujejo v vseh avtomatiziranih tehnoloških sistemih katere koli proizvodnje. Uporabljali so jih v kmetijstvu, medicini, metalurgiji, avtomobilski industriji itd.
Pri tej metodi merjenja se pojavljajo številne manipulacije in v skladu s tem ločimo več vrst obremenilnih celic:
- taktilni - razdeljen na pretvornike napora, zdrsa in dotika;
- uporovni - uporabite merilnik napetosti in imejte linearni izhodni signal;
- piezorezonantni - zaznamovan z neposrednim in povratnim učinkom, ki zagotavlja poseben senzor - resonator;
- piezoelektrični - odporen na temperaturo okolice, visoka trdnost, uporablja neposredni piezo učinek;
- magnetno –delujejo na pojavu magnetostrikcije, ki spreminja geometrijo dimenzij v magnetnem območju;
- kapacitivni - merilni instrumenti parametričnega tipa, ki so kondenzator.
Senzorji za merjenje teže
Natezne celice so sestavljene iz treh elementov:
- tezni merilnik.
- Upogibni žarek.
- kabel.
Senzorji se uporabljajo v industrijski in osebni opremi za tehtanje. Ti merilni instrumenti so bolj priljubljeni na proizvodnih območjih in imajo naslednje vrste:
- konzolne naprave - gredice iz aluminija ali jekla. Jeklo je lahko izdelano v obliki cevi ali podložke, ima visoko tesnost;
- naprave s tramovi - merite obremenitve na konstrukcijah ploščadi in mostu.
Prednosti bremenskih celic
So:
- Visoko natančne meritve parametrov.
- Ne dovoli popačenja informacij.
- Združljiv z meritvami napetosti.
- Kompaktne skupne mere.
Pomanjkljivost lahko štejemo za izgubo občutljivosti delujočih elementov med kritičnimi temperaturnimi spremembami.
