Tenzometr: Principe fungování & schéma

Co je tenzometr

Tenzometr je odpor, který se používá k měření deformace objektu. Když na objekt působí vnější síla, dojde k deformaci tvaru objektu. Tato deformace, zda je stlačivá nebo tahová, se nazývá deformace a měří se tenzometrem. Když se objekt deformuje v rámci pružnosti, buď se zúží a prodlouží, nebo se zkrátí a rozšíří. V důsledku toho dochází ke změně odporu od konce k konci.

Tenzometr je citlivý na malé změny v geometrii objektu. Měřením změny odporu objektu lze vypočítat množství vyvolaného napětí.

Změna odporu obvykle má velmi malou hodnotu, a aby bylo možné zachytit tuto malou změnu, tenzometr má dlouhou tenkou kovovou pásku uspořádanou v zubatém vzoru na nevodivém materiálu, který se nazývá nosič, jak je znázorněno níže, takže může zvětšit malé množství napětí v sadě rovnoběžných čar a mohlo by být měřeno s vysokou přesností. Tenzometr je doslova nalepen na zařízení lepicí hmotou.

Když objekt ukazuje fyzickou deformaci, jeho elektrický odpor se změní a tato změna je pak změřena tenzometrem.

Tenzometrický mostový obvod

Tenzometrický mostový obvod zobrazuje změřené napětí stupněm nerovnováhy a používá voltmetr uprostřed mostu, aby poskytl přesné měření této nerovnováhy:

V tomto obvodu jsou R1 a R3 poměrové ramena stejné hodnoty, a R2 je reostatické rameno s hodnotou rovnou odporu tenzometru. Když je tenzometr nevytahovaný, most je vyvážen a voltmeter ukazuje nulovou hodnotu. Jakmile dojde ke změně odporu tenzometru, most se rozváží a na voltmeteru se objeví indikace. Výstupní napětí z mostu lze dále zesílit pomocí diferenciálního zesilovače.

Variace teploty tenzometru

Dalším faktorem, který ovlivňuje odpor tenzometru, je teplota. Pokud je teplota vyšší, odpor bude vyšší, a pokud je teplota nižší, odpor bude nižší. Toto je běžná vlastnost všech vodičů. Tento problém můžeme překonat použitím tenzometrů, které jsou samočinně kompenzovány teplotou, nebo technikou falešného tenzometru.

Většina tenzometrů je vyrobena z konstantanové slitiny, která ruší vliv teploty na odpor. Některé tenzometry však nejsou vyrobeny ze slitiny s izoelastickými vlastnostmi. V těchto případech se používá falešný tenzometr místo R2 v čtvrtinovém mostovém obvodu tenzometru, který slouží jako kompenzační zařízení teploty.

Kdykoliv se teplota změní, odpor se změní ve stejném poměru v obou ramenech reostatu a most zůstane v rovnováze. Vliv teploty je vyrovnán. Je dobré udržovat napětí nízké, aby se zabránilo samozahřívání tenzometru. Samozahřívání tenzometru závisí na jeho mechanickém chování.

Toto uspořádání se považuje za čtvrtinový most. Existují další dvě uspořádání, poloviční a plný most, které nabízejí větší citlivost než čtvrtinový mostový obvod. Stále se však čtvrtinový mostový obvod široce používá v systémech měření deformací.

Použití tenzometru

• V oblasti vývoje strojírenství.

• K měření napětí vygenerovaného stroji.

• V oblasti testování komponent letadel, jako jsou spojky, strukturální poškození atd.

Prohlášení: Respektujte původ, doporučujeme sdílet kvalitní články, pokud dojde k porušení autorských práv, prosím, kontaktujte nás pro jejich odebrání.