Strain gauges: tipi, dispositivi, principio di funzionamento, scopo

Gli estensimetri sono dispositivi che convertono una deformazione di un solido in un segnale. Ciò è dovuto al fatto che la resistenza del dispositivo dipende dal cambiamento delle sue dimensioni durante la tensione.

Il principio del sensore

Va detto che la base del sensore di pressione è un estensimetro, che è montato su un design speciale. Tali dispositivi sono specificamente calibrati. Questo processo viene eseguito con l'aiuto di un carico in costante aumento. La persona allo stesso tempo misura la quantità di resistenza.

Ulteriori indicatori possono comprendere il valore del carico e verificare l'efficacia della deformazione. Tali sensori misurano accelerazione, spostamento, forza, coppia e altri dati. Anche quando si crea un circuito complesso, il carico sulla struttura dell'estensimetro viene ridotto a compressione o tensione. Questo accade lungo il reticolo, che è chiamato la base.

Uso di

Gli estensimetri vengono utilizzati per misurare la resistenza quando esposti. Questo è il motivo per cui sono piuttosto popolari. Va notato che ci sono diversi tipi. Considerali.

Resistori a strappo del cavo

Ora l'esempio più semplice dovrebbe essere chiamato un pezzo di filo sottile, che deve essere installato sulla parte investigata. La resistenza può essere calcolata usando la solita formula.

Insieme a questa parte, dovresti installare anche un filo che sarà deformato. In questo caso, è necessario modificare le dimensioni geometriche, quindi la compressione viene migliorata e aumenta anche la sezione trasversale. Se parliamo di stretching, allora questa cifra diminuirà. Ecco perché la resistenza cambierà il segno a seconda di quale azione viene intrapresa. La caratteristica è considerata lineare.

Dato che l'estensimetro ha una bassa sensibilità, è necessario aumentare la lunghezza del filo in uno dei siti durante la misurazione. Per fare questo, è necessario fare una spirale dal filo, che su entrambi i lati sarà incollato con una lastra di isolamento con vernice o carta. Per scollegare il dispositivo dal circuito elettrico, è necessario utilizzare due conduttori in rame. Dovrebbero essere saldati o saldati all'elica del cavo e devono anche essere abbastanza resistenti da poter essere collegati al circuito. Gli estensimetri sono sempre fissati sull'elemento elastico o sulla parte, che è incollata con colla normale.

Gli estensimetri a filo hanno vantaggi particolari. Hanno ricevuto un design semplice, dimensioni ridotte, una piccola resistenza e hanno anche una dipendenza lineare tipo di deformazione.

Se parliamo degli aspetti negativi, va notato che la sensibilità non particolarmente buona, l'influenza della temperatura, anche il dispositivo deve essere protetto dall'umidità e utilizzato solo nella zona in cui la deformazione elastica.

Strain Gauges

Va notato che il principio di funzionamento di questo tipo di sensore di pressione è simile al lavoro del filo. Solo usato come materiale sarà un foglio, che è fatto di alluminio titanio, nichelcromo, costantana. Va notato che la tecnologia per la creazione di un tale metodo può fornire una configurazione reticolare abbastanza complessa e rendere anche possibile rendere l'intero processo il più automatizzato possibile.

Rispetto ai dispositivi a filo, i sensori a pellicola sono più sensibili. Sono in grado di passare un'enorme quantità di corrente, è meglio trasmettere la deformazione e anche di ottenere uno schema complesso e trarre conclusioni importanti.

Estensimetri a semiconduttore

L'uso di estensimetri di questo tipo è dovuto al fatto che hanno una sensibilità di 100 volte maggiore di quella del filo. Grazie a questo sono installati senza amplificatori.

Tra le carenze va segnalata la fragilità, la dipendenza dalla temperatura ambiente e la variazione dei parametri.

Schemi elettrici del sensore

Il principio di funzionamento dell'estensimetro, abbiamo già considerato, quindi dovrebbe essere detto su come è collegato.

Se stiamo parlando di piccoli segnali elettrici, il bridge switching è l'ideale per misurarli. Un voltmetro dovrebbe essere posizionato al centro del circuito. Un esempio più semplice di utilizzo sarebbe un dispositivo estensimetrico il cui circuito verrebbe assemblato come un ponte elettrico. Devi connetterlo a una delle spalle. In questo caso, la resistenza sarà la stessa di quella di altri resistori e nella condizione di scarico. Quindi la tensione del dispositivo mostrerà 0.

Se parliamo dei principi di azione, allora con un tale dispositivo essi consistono nel fatto che la resistenza inizierà ad aumentare o diminuire, dipendendo interamente da quali sforzi saranno fatti. Va notato che la precisione degli indicatori è completamente influenzata dalla temperatura dei resistori. Se una resistenza simile viene applicata all'altro braccio che non è suscettibile al caricamento, allora deve compensare il dispositivo. Tuttavia, solo nel caso in cui vi è un effetto termico. Ecco perché il dispositivo di questo sensore è abbastanza impressionante per molti acquirenti.

Caratteristiche speciali

Successivamente, è necessario dire che il circuito di misura tiene conto dei valori di resistenza dei fili, se sono collegati a un resistore. Allo stesso tempo, il loro impatto diminuirà solo se aggiungete un altro filo. Deve essere collegato a un voltmetro oa uno qualsiasi dei pin di resistenza. Se due sensori sono bloccati sull'elemento elastico contemporaneamente, con un carico diverso sul segno, il segnale verrà aumentato di 2 volte. Va notato che se si utilizzano i quattro dispositivi, la sensibilità aumenterà. Va notato che quando si collegano estensimetri a filo, i micro-metri forniranno comunque letture, anche se non si usano amplificatori. La cosa principale è selezionare correttamente i valori di resistenza. Per fare ciò, utilizzare un multimetro per assicurarsi che gli indicatori fossero completamente uguali tra loro.

Applicazione del sensore

Dove tali dispositivi vengono utilizzati dipende interamente dai tipi di estensimetri. Se parliamo di dispositivi ad alta temperatura, vengono solitamente utilizzati nelle industrie metallurgiche e in altre imprese. I sensori di misurazione che hanno un elemento elastico sono realizzati in acciaio inossidabile per garantire il funzionamento in un ambiente chimicamente aggressivo. Gli estensimetri vengono utilizzati con presse per stampaggio, così come in altre imprese in cui è necessario eseguire la lavorazione dei metalli.

Va notato che i sensori di peso estensimetrico sono utilizzati per trasmettere un segnale elettrico a dispositivo di misurazione. Funzionano in modo che quando il dispositivo viene pesato, il dispositivo sia deformato, insieme agli estensimetri a resistenza, che sono collegati al circuito.

Il solito dispositivo è realizzato sotto forma di rondelle, colonne o travi, inoltre ci sono varianti a forma di S. Se parliamo di tutte le strutture, è importante che tutta la forza sia stata applicata solo in una direzione: dall'alto verso il basso o viceversa.

Va notato che in condizioni di lavoro difficili, grazie al dispositivo di estensimetri, l'azione delle forze parassite può essere facilmente ridotta. Tuttavia, il prezzo del dispositivo dipende completamente da queste caratteristiche. Di norma, tali sensori costano da centinaia di rubli a centinaia di migliaia. Allo stesso tempo, il prezzo dipende completamente dalla progettazione, dal materiale di lavorazione, dalla tecnologia, dai valori, dai parametri misurati e così via. Spesso questi dispositivi sono utilizzati in scale.

risultati

In breve, il principio di funzionamento di tali estensimetri si basa sulla trasformazione della deformazione in un segnale elettrico. In questo caso, per ogni singolo scopo verranno utilizzati vari disegni di tale dispositivo. Se una persona sceglie un apparecchio per estensimetri, è necessario determinare in anticipo se esiste una speciale forza di compensazione nei circuiti che aiuterà a evitare la distorsione delle letture, sia a causa della temperatura che di altri effetti sul dispositivo.

Tutti dovrebbero capire che un dispositivo del genere è molto popolare, dal momento che molte apparecchiature non possono farne a meno. Comprendere il modo in cui funzionano i principi di funzionamento di un dispositivo del genere è semplice, perché tali apparecchiature sono davvero semplici e per comprenderne l'essenza, è necessario avere una conoscenza di base della fisica a partire dai tempi scolastici.

Va notato che questo dispositivo ha ricevuto un gran numero di variazioni, ci sono diversi tipi di tali sensori, quindi è necessario respingere completamente gli obiettivi quando si sceglie e capire che è specificamente necessario per una persona.