Càlcul de deformacions: principi de funcionament i diagrama
Què és un sensor de deformació
Un sensor de deformació és un resistor utilitzat per mesurar la deformació d'un objecte. Quan s'aplica una força externa a un objecte, aquest experimenta una deformació en la seva forma. Aquesta deformació, que pot ser compressiva o tensiva, es coneix com a deformació i es mesura amb el sensor de deformació. Quan un objecte es deforma dins del límit d'elasticitat, es fa més estret i llarg o més curt i ample. Com a resultat, hi ha un canvi en la resistència de punta a punta.
El sensor de deformació és sensible als petits canvis que ocorren en la geometria d'un objecte. Mesurant el canvi en la resistència de l'objecte, es pot calcular la quantitat de tensió induïda.
El canvi en la resistència normalment té un valor molt petit, i per detectar aquest petit canvi, el sensor de deformació té una fàcia metàl·lica llarga i fina disposada en un patró zigzag sobre un material no conductor anomenat suport, com es mostra a continuació, de manera que pugui ampliar la petita quantitat de tensió en un grup de línies paral·leles i es pugui mesurar amb alta precisió. El sensor es fixa literalment al dispositiu amb un adhesiu.
Quan un objecte mostra una deformació física, la seva resistència elèctrica canvia i aquest canvi es mesura amb el gage.
Circuit de pont de sensor de deformació
Circuit de pont de sensor de deformació mostra la tensió mesurada pel grau de desequilibri, i utilitza un voltmetre al centre del pont per proporcionar una mesura precisa d'aquest desequilibri:
En aquest circuit, R1 i R3són els braços de relació iguals entre si, i R2 és el braç de reòstat que té un valor igual a la resistència del sensor de deformació. Quan el sensor no està deformat, el pont està equilibrat i el voltmetre indica zero. Quan hi ha un canvi en la resistència del sensor de deformació, el pont es desequilibra i produeix una indicació al voltmetre. La tensió de sortida del pont es pot amplificar més amb un amplificador diferencial.
Variació de la temperatura del sensor de deformació
Un altre factor que afecta la resistència del sensor és la temperatura. Si la temperatura és més alta, la resistència també ho serà, i si la temperatura és més baixa, la resistència serà menor. Aquesta és una propietat comuna a tots els conductors. Podem superar aquest problema utilitzant sensors de deformació que són autocompensats de temperatura o mitjançant la tècnica de sensor de deformació fictici.
La majoria dels sensors de deformació estan fabricats amb alli constantan, que cancel·la l'efecte de la temperatura en la resistència. Però alguns sensors de deformació no estan fets d'alli isoelàstic. En aquests casos, es fa servir un sensor de deformació fictici en lloc de R2 en el circuit de sensor de deformació de quart de pont, que actua com a dispositiu de compensació de temperatura.
Quan la temperatura canvia, la resistència canviarà en la mateixa proporció en ambdós braços del reòstat, i el pont romandrà en estat d'equilibri. L'efecte de la temperatura s'anul·larà. És bo mantenir la tensió baixa per evitar el calentament pròpi del sensor de deformació. El calentament pròpi del sensor depèn del seu comportament mecànic.
Aquesta disposició es considera com a quart de pont. Hi ha dos altres disposicions, la meitat de pont i el pont complet, que ofereixen una major sensibilitat respecte al circuit de quart de pont. Encara que el circuit de quart de pont es fa servir àmpliament en sistemes de mesura de deformació.
Ús del sensor de deformació
En el camp del desenvolupament d'enginyeria mecànica.
Per mesurar la tensió generada per maquinària.
En el camp de proves de components d'aeronaves com; eixos, danys estructurals, etc.
Declaració: Respecteu l'original, els bons articles mereixen ser compartits, si hi ha infracció contacteu per eliminar.
