Датчик на напрежение: принцип на действие и схема

Какво е тензометър

Тензометърът е резистор, използван за измерване на деформацията на обект. Когато външна сила се приложи към обект, се появява деформация в формата му. Тази деформация, както компресивна, така и тензилна, се нарича деформация и се измерва с тензометъра. Когато обект се деформира в рамките на границата на упругостта, той или става по-тънък и по-дълъг, или по-къс и по-широк. В резултат на това се появява промяна в резистанса от край до край.

Тензометърът е чувствителен към малките промени в геометрията на обекта. Чрез измерване на промяната в резистанса на обекта може да се изчисли количеството на индуцираното напрежение.

Промяната в резистанса обикновено има много малка стойност, и за да се засече тази малка промяна, тензометърът разполага с дълга и тънка метална лента, подредена в зигзагов модел на неизолиращ материал, наречен носител, както е показано по-долу, така че да може да увеличи малкото количество стрес в група от успоредни линии и да бъде измерено с висока точност. Тензометърът буквално се поставя върху устройството с помощта на клей.

Когато обект покаже физическа деформация, неговият електрически резистанс се променя, а тази промяна се измерва от тензометъра.

Мостов циркуит на тензометър

Мостовият циркуит на тензометъра показва измереното напрежение чрез степента на несъответствие и използва voltmeter в центъра на моста, за да предостави точна мярка на това несъответствие:

В този циркуит, R1 и R3 са отношението на краката, равни помежду си, а R2 е реостатния крак със стойност, равна на резистанса на тензометъра. Когато тензометърът не е деформиран, мостът е балансиран, и волтметърът показва нулева стойност. При промяна в резистанса на тензометъра, мостът се дебалансира и произвежда индикация на волтметъра. Изходното напрежение от моста може да бъде увеличено още чрез диференциален усилвател.

Промяна на температурата на тензометъра

Един допълнителен фактор, който влияе на резистанса на тензометъра, е температурата. Ако температурата е по-висока, резистансът ще бъде по-голям, а ако температурата е по-ниска, резистансът ще бъде по-малък. Това е общо свойство на всички проводници. Можем да преодолеем този проблем, като използваме тензометри, които са само-компенсиращи се по температура, или чрез техника на фиктивен тензометър.

Повечето тензометри са направени от сплав constantan, която компенсира ефекта на температурата върху резистанса. Но някои тензометри не са от изоеластична сплав. В такива случаи, фиктивен тензометър се използва вместо R2 в четвъртина мостов циркуит на тензометъра, който действа като устройство за температурна компенсация.

При всяка промяна в температурата, резистансът ще се промени в същата пропорция в двете крака на реостата, и мостът остава в състояние на баланс. Ефектът на температурата се анулира. Добре е да се поддържа напрежението на ниско ниво, за да се избегне самозагряването на тензометър. Самозагряването на тензометъра зависи от механичното му поведение.

Тази конфигурация се счита за четвъртинен мост. Има още две конфигурации - половинен мост и пълен мост, които дават по-голяма чувствителност в сравнение с четвъртинен мост. Все пак, четвъртинен мост е широко използван в системи за измерване на деформации.

Използване на тензометър

• В областта на развитието на машинната инженерия.

• За измерване на напрежението, генерирано от машинария.

• В областта на тестовете на компоненти на летателни апарати, като: връзки, структурни повреди и т.н.

Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на правата, моля се обратете за изтриване.