Deformacijski senzor: Načelo rada i dijagram

Što je naprezani mjerni element

Naprezani mjerni element je otpornik koji se koristi za mjerenje naprezanja na predmetu. Kada se vanjska sila primijeni na predmet, zbog čega dođe do deformacije oblika predmeta. Ova deformacija oblika, koja može biti i kompresivna i tenzija, naziva se naprezanje, i mjeri se napreznim mjernim elementom. Kada se predmet deformira unutar granica elastičnosti, postaje uskiji i duži ili kraći i širi. Kao rezultat toga, dolazi do promjene otpornosti od kraja do kraja.

Naprezani mjerni element osjetljiv je na male promjene u geometriji predmeta. Mjeranjem promjene otpornosti predmeta, može se izračunati količina induciranog stresa.

Promjena otpornosti obično ima vrlo malu vrijednost, i kako bi se ta mala promjena osjetila, naprezani mjerni element ima dug i tanki metalni trak raspoređen u zastavastom uzorku na nevodiču, zvanom nosač, kako bi se proširila mala količina stresa u grupu paralelnih linija i mogla se precizno mjeriti. Mjerni element doslovno je lepljen na uređaj pomoću ljepljiva.

Kada predmet pokazuje fizičku deformaciju, njegova električna otpornost se mijenja, a ta promjena se zatim mjeri gageom.

Mostasta shema napreznog mjernog elementa

Mostasta shema napreznog mjernog elementa pokazuje mjereno naprezanje stupnjem neslaganja, a koristi voltmetar u sredini mosta kako bi pružila točnu mjerenju tog neslaganja:

U ovoj shemi, R1 i R3 su omjerne grane jednake jedna drugoj, a R2 je reostatska granica s vrijednošću jednako otpornosti napreznog mjernog elementa. Kada je mjerni element neopterećen, most je ravnotežan, a voltmeter pokazuje nultu vrijednost. S promjenom otpornosti napreznog mjernog elementa, most izlazi iz ravnoteže i proizvodi indikaciju na voltmeteru. Izlazni napon s mosta može se dalje pojačati diferencijalnim pojačavačem.

Varijanca temperature napreznog mjernog elementa

Još jedan faktor koji utječe na otpornost mjernog elementa je temperatura. Ako je temperatura veća, otpornost će biti veća, a ako je temperatura manja, otpornost će biti manja. To je opće svojstvo svih vodiča. Možemo prevladati taj problem korištenjem napreznih mjernih elemenata koji su sami kompenzirani na temperaturu ili tehnikom dummy napreznog mjernog elementa.

Većina napreznih mjernih elemenata izrađena je od legure konstantana, što neutralizira učinak temperature na otpornost. Ali neki naprezani mjerni elementi nisu od izoelastične legure. U takvim slučajevima, dummy gauge se koristi umjesto R2 u četvrtinskoj mostastoj shemi napreznog mjernog elementa, što djeluje kao uređaj za kompenzaciju temperature.

Sve dok se temperatura mijenja, otpornost će se mijenjati u istom omjeru u obje granice reostata, a most ostaje u stanju ravnoteže. Učinak temperature se anulira. Dobar je savjet držati napon niskim kako bi se izbjegao samonagrijavanje napreznog mjernog elementa. Samonagrijavanje mjernog elementa ovisi o njegovom mehaničkom ponašanju.

Ova aranžman se smatra četvrtinskim mostom. Postoje još dvije aranžmane polovnice i cijeli most koji daju veću osjetljivost u odnosu na četvrtinski most. Ipak, četvrtinski most se široko koristi u sustavima za mjerenje naprezanja.

Upotreba napreznog mjernog elementa

• U području razvoja strojarstva.

• Za mjerenje stresa generiranog mašinstvom.

• U području ispitivanja komponenti letjelica poput spojeva, strukturnih oštećenja itd.

Izjava: Poštujte original, dobre članke vrijedi podijeliti, ako postoji kršenje autorskih prava kontaktirajte za brisanje.