Датчици за тегло и налягане - принцип на действие, видове, устройство - Електронен инженер от А до Я
Клетки за тегло и налягане
Тензометричните сензори за тегло и сила се използват широко в съвременното оборудване за претегляне.
Чувствителният елемент на такова оборудване е тензодатчик с електронна схема за съгласуване, вграден в алуминиев или стоманен корпус. Деформацията на обектите ви позволява да измервате различни физически величини, като обем, сила и тегло.
Външното електронно оборудване, въз основа на показанията от сензорите, определя стойността на необходимия параметър. Схематично свързването на сензорите е избрано за компенсиране на температурния ефект.
Промяната в съпротивлението на сензора от приложената сила на тензодатчиците е линейна, което опростява процеса на преобразуване.
Тензодатчиците, в зависимост от вида на чувствителния материал, се разделят на тел, филм и фолио. Най-разпространени са фолийните сензори (фиг. 1), при които деформационният материал 1 се нанася върху подложка 3 чрез ецване, както при печатните платки.
За защита от външната среда сензорът е покрит със защитен слой 4. Заключения 2 се използват за свързване на външна измервателна верига.
Под действието на натоварване или приложена сила възниква деформация на тялото и тензодатчика, което води до промени в съпротивлението. Голямата площ на проводниците на тензодатчика осигурява добра чувствителност на измерване.
Материалът за измерване на напрежението е манганин или константан. Разликата между филмовите сензори (фиг. 2) се състои в използвания полупроводников чувствителен елемент M.
Следователно филмовите тензодатчици не се използват в условия на резки температурни колебания, т.к термичните процеси вътре в полупроводника водят донелинейност на изходното съпротивление.
Измервателният елемент на телените сензори за сила и тегло (фиг. 3) е няколко паралелно свързани
сензорни проводници 1. Паралелното свързване подобрява чувствителността на измерване. Гъвкавият субстрат 3 е подложен на външна деформация, проводниците са запълнени със защитен слой от цимент или лепило 4. Сензорът е свързан към външно оборудване чрез клеми 2.
Телните габарити в най-простия случай се използват за измерване на налягането. В такива сензори намотка, изработена от чувствителен на деформация материал, поставена в обема на измерваната течност или газ, променя съпротивлението си под налягане.
Максималното натоварване и точността на измерване на теглото и силата зависи от конструктивните характеристики на корпуса на сензора и броя на измервателните резистори.
Горната и долната граница на измерване на теглото на съвременните тензодатчици варират от няколко тона до няколко грама. Едноточковите лъчеви сензори с един измервателен елемент в повечето случаи имат алуминиев корпус и се използват за измерване на малка маса на товари в системи за пълнене и дозиране (фиг. 4).
Едноточковите сензори преобразуват стойността на напречната деформация в електрически сигнал.
Електроизмервателната част на тензодатчика е надеждно изолирана от външната среда и не се влияе от влага и прах и може да работи в широк температурен диапазон (за повечето сензори от -40 до +80 градуса).
Тензометричните тензометрични клетки са от различни типове (S-образни, конзолни, греди и т.н.) и се класифицират според максимално натоварване, чувствителност, клас на защита на околната среда и обхват.
Избор на максимално натоварванекато правило се извършва с марж, за да се избегне повреда на сензора. Важен параметър на сензорите за тегло и сила е класът на точност. Най-широко разпространени са сензорите с клас C3 с точност 0,002%, нормализирани съгласно GOST.
За да намалите размера на грешката при измерване за всеки тип сензор, трябва да изберете правилното място за инсталиране.
В единия край са фиксирани лъчеви сензори (фиг. 5), а в другия край е окачен товар. Типичното тегло на товара на такива сензори е от няколко килограма до няколко тона.
Цилиндричните тензометрични датчици за сила (фиг. 6), известни още като сензори "шайба", имат стоманен корпус и се използват за претегляне на товари с тегло до няколко десетки тона. Такива сензори се използват за модернизиране на остарели бункерни везни, за определяне на масата на автомобили, вагони, големи контейнери.
S-образните сензори (фиг. 7) работят на компресия и опън, те са измервателната система във висящите везни.
Съвременните тензодатчици се използват широко за измерване на различни параметри, свързани с механичната деформация на обекти, като тегло, износване и разкъсване на оборудването. Такива системи се използват в системите за сигурност, металургията, индустриалното оборудване, при претегляне на автомобили и други превозни средства и извънгабаритни товари.