Датчик напруження: принцип роботи та діаграма

Що таке датчик деформації

Датчик деформації - це резистор, який використовується для виміру деформації об'єкта. Коли на об'єкт застосовують зовнішню силу, що призводить до деформації форми об'єкта. Ця деформація форми, яка може бути стисненням або розтягуванням, називається деформацією, і вона вимірюється датчиком деформації. Коли об'єкт деформується в межах еластичності, він може стати вужчим і довшим, або коротшим і ширшим. В результаті цього відбувається зміна опору.опору по всій довжині.

Датчик деформації чутливий до невеликих змін геометрії об'єкта. Вимірюючи зміну опору об'єкта, можна обчислити кількість спричиненого напруження.

Зміна опору зазвичай має дуже мале значення, і для виявлення цієї малої зміни, датчик деформації має довгу тонку металеву стрічку, розташовану у зигзагообразному шаблоні на не провідному матеріалі, який називається носієм, як показано нижче, щоб він міг збільшити невелику кількість напруження в групі паралельних ліній і могла бути виміряна з високою точністю. Датчик буквально прикріплений до пристрою клеєм.

Коли об'єкт демонструє фізичну деформацію, його електричний опір змінюється, і ця зміна потім вимірюється датчиком.

Мостова схема датчика деформації

Мостова схема датчика деформації показує виміряне напруження за допомогою ступеня неспівпадіння, і використовує вольтметр в центрі моста для надання точного виміру цього невідбалансування:

У цій схемі, R1 і R3 - це співвідносні плечі, рівні одне одному, і R2 - це реостатне плече, яке має значення, рівне опору датчика деформації. Коли датчик не деформований, міст збалансований, і вольтметр показує нульове значення. Зміна опору датчика деформації призводить до невідбалансування моста, що викликає показання на вольтметрі. Вихідне напруга з моста може бути подальше підсилено диференціальним підсилювачем.

Варіація температури датчика деформації

Ще одним фактором, що впливає на опір датчика, є температура. Якщо температура вища, то опір буде більшим, а якщо температура нижча, то опір буде меншим. Це загальна властивість всіх провідників. Ми можемо подолати цю проблему, використовуючи датчики деформації, які самостійно компенсують температуру, або методом додаткового датчика деформації.

Більшість датчиків деформації виготовляються з константанового сплаву, який знищує вплив температури на опір. Але деякі датчики деформації не виготовлені з ізоеластичного сплаву. У таких випадках використовується додатковий датчик замість R2 в квартальній мостовій схемі датчика деформації, який діє як пристрій температурної компенсації.

При зміні температури опір змінюється в тій же пропорції в обох плечах реостата, і міст залишається в стані балансу. Ефект температури нейтралізується. Краще зберігати напругу низькою, щоб уникнути самонагріву датчика деформації. Самонагрів датчика залежить від його механічного поведінки.

Ця система вважається квартальною мостовою. Існують ще дві системи - півмостова і повномостова конфігурації, які забезпечують більшу чутливість порівняно з квартальною мостовою схемою. Незважаючи на це, квартальна мостова схема широко використовується в системах вимірювання деформації.

Застосування датчика деформації

• У галузі розвитку механічної інженерії.

• Для виміру напруження, генерованого машинами.

• У галузі випробування компонентів літаків, таких як: з'єднання, конструктивні пошкодження тощо.

Заява: Поважайте оригінал, хороші статті варто поширювати, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зверніться для видалення.