Tenziometrijski senzor: princip rada i dijagram

Šta je naprezani merac

Naprezani merac je otpornik koji se koristi za merenje naprezanja na predmetu. Kada se vanjska sila primeni na predmet, zbog čega dođe do deformacije oblika predmeta. Ova deformacija oblika, koja može biti i kompresivna i tenzivna, naziva se naprezanje, i mjeri se pomoću napreznog meraca. Kada se predmet deformiše unutar granica elastičnosti, može postati uži i duži ili kraći i širi. Kao rezultat toga, dolazi do promjene otpornosti od kraja do kraja.

Naprezani merac je osjetljiv na male promjene u geometriji predmeta. Merenjem promjene otpornosti predmeta, može se izračunati količina induciranog stresa.

Promjena otpornosti obično ima vrlo malu vrijednost, i kako bi se ta mala promjena osetila, naprezani merac ima dug i tanki metalni trak raspoređen u zig-zag obliku na nevodičevom materijalu poznatom kao nosač, kako bi se mogla proširiti mala količina stresa u grupi paralelnih linija i mjeriti s visokom preciznošću. Merac se doslovno lepi na uređaj pomoću lepljiva.

Kada predmet pokazuje fizičku deformaciju, njegova električna otpornost se promjeni, a ta promjena se zatim mjeri pomoću merca.

Mostasta shema napreznog meraca

Mostasta shema napreznog meraca pokazuje mjereno naprezanje stepenom neskladice, i koristi voltmetar u sredini mosta kako bi pružila preciznu meru te neskladice:

U ovoj shemi, R1 i R3 su proporcionalne grane jednake međusobno, a R2 je reostatska granica koja ima vrijednost jednaku otpornosti napreznog meraca. Kada je merac nerastegnut, most je ravnotežan, a voltmeter pokazuje nulu. Kako se promjeni otpornost napreznog meraca, most gubi ravnotežu i proizvodi indikaciju na voltmeteru. Izlazni napon iz mosta može se dalje pojačati pomoću diferencijalnog pojačavača.

Varijacija temperature napreznog meraca

Još jedan faktor koji utiče na otpornost merca je temperatura. Ako je temperatura veća, otpornost će biti veća, a ako je temperatura manja, otpornost će biti manja. Ovo je opšta osobina svih vodiča. Možemo premoći ovaj problem korišćenjem napreznih meraca koji su sami temperaturno kompenzirani ili tehnikom dummy napreznog merca.

Većina napreznih meraca izrađena je od konstantan legure, koja anulira efekat temperature na otpornost. Ali neki naprezni meraci nisu od izoelastične legure. U takvim slučajevima, dummy merac se koristi umjesto R2 u četvrtinskoj mostastoj shemi napreznog merca, što djeluje kao uređaj za temperaturnu kompenzaciju.

Svakako kada se temperatura promijeni, otpornost će se promijeniti u istoj proporciji u obje granje reostata, a most ostaje u stanju ravnoteže. Efekat temperature se anulira. Dobro je zadržati napon niskim kako bi se samo zagrijavanje napreznog merca izbeglo. Samo zagrijavanje merca zavisi o njegovom mehaničkom ponašanju.

Ova shema se smatra četvrtinskim mostom. Postoje još dve sheme, polovinski most i puni most, koje daju veću osjetljivost od četvrtinskog mosta. Ipak, četvrtinski most je široko korišćen u sistemima za merenje naprezanja.

Upotreba napreznog merca

• U području razvoja strojarstva.

• Za merenje stresa generisanog mašinama.

• U području testiranja komponenti aviona, poput veznih elemenata, strukturnih oštećenja itd.

Izjava: Poštovanje originala, dobri članci zasluguju na deljenje, ako postoji kršenje autorskih prava kontaktirajte za brisanje.