Matëset e tendosjes janë pajisje që konvertojnë deformimin e matur elastik të një trupi të ngurtë në një sinjal elektrik. Kjo ndodh për shkak të një ndryshimi në rezistencën e përcjellësit të sensorit kur dimensionet e tij gjeometrike ndryshojnë nga tensioni ose ngjeshja.
Matësi i tendosjes: parimi i funksionimit
Elementi kryesor i pajisjes është një matës sforcimi i montuar në një strukturë elastike. Matësit e tendosjes kalibrohen duke ngarkuar shkallë-shkallë me një forcë të caktuar në rritje dhe duke matur madhësinë e rezistencës elektrike. Më pas, duke e ndryshuar atë, do të jetë e mundur të përcaktohen vlerat e ngarkesës së panjohur të aplikuar dhe sforcimi proporcional me të.
Në varësi të llojit të sensorëve, mund të matni:
- forca;
- presion;
- lëviz;
- çift rrotullues;
- përshpejtim.
Edhe me skemën më komplekse të ngarkimit të strukturës, veprimi nëmatësi i tendosjes zvogëlohet në shtrirjen ose ngjeshjen e rrjetës së tij përgjatë një seksioni të gjatë të quajtur bazë.
Cilët matës deformimi përdoren
Llojet më të zakonshme të matësve të sforcimit me një ndryshim në rezistencën aktive nën veprim mekanik - matës sforcimi.
Matës sforcimi telit
Shembulli më i thjeshtë është një pjesë e drejtë e telit të hollë, e cila është ngjitur në pjesën në studim. Rezistenca e tij është: r=pL/s, ku p është rezistenca, L është gjatësia, s është zona e prerjes tërthore.
Së bashku me pjesën, teli i ngjitur deformohet në mënyrë elastike. Në të njëjtën kohë, dimensionet e tij gjeometrike ndryshojnë. Kur kompresohet, seksioni kryq i përcjellësit rritet, dhe kur shtrihet, zvogëlohet. Prandaj, ndryshimi i rezistencës ndryshon shenjën në varësi të drejtimit të deformimit. Karakteristika është lineare.
Ndjeshmëria e ulët e matësit të tendosjes çoi në nevojën për të rritur gjatësinë e telit në një zonë të vogël matjeje. Për ta bërë këtë, ajo është bërë në formën e një spirale (grilë) teli, të ngjitur në të dy anët me pllaka izoluese nga një film llak ose letre. Për t'u lidhur me qarkun elektrik, pajisja është e pajisur me dy tela bakri. Ato janë ngjitur ose ngjitur në skajet e telit të mbështjellë dhe janë mjaft të forta për t'u lidhur me një qark elektrik. Matësi i sforcimit është ngjitur në elementin elastik ose në pjesën në provë me ngjitës.
Qelizat e ngarkesës me tela kanë përparësitë e mëposhtme:
- dizajn i thjeshtë;
- varësia lineare nga sforcimi;
- madhësi e vogël;
- çmim i ulët.
Disavantazhet përfshijnë ndjeshmërinë e ulët, ndikimin e temperaturës së ambientit, nevojën për mbrojtje nga lagështia, përdorimi vetëm në zonën e deformimeve elastike.
Teli do të deformohet kur forca ngjitëse e ngjitësit me të tejkalon shumë forcën e nevojshme për ta shtrirë atë. Raporti i sipërfaqes së lidhjes me zonën e prerjes kryq duhet të jetë 160 me 200, që korrespondon me diametrin e saj prej 0,02-0,025 mm. Mund të rritet deri në 0.05 mm. Pastaj, gjatë funksionimit normal të matësit të tendosjes, shtresa ngjitëse nuk do të shkatërrohet. Përveç kësaj, sensori funksionon mirë në ngjeshje, pasi fijet e telit janë integrale me filmin ngjitës dhe pjesën.
Folje e ngarkimit të qelizave
Parametrat dhe parimi i funksionimit të qelisë së ngarkesës me fole janë të njëjta me ato të telit. Materiali i vetëm është nikrom, konstantan ose fletë titani-alumini. Teknologjia e prodhimit të fotolitografisë lejon marrjen e një konfigurimi kompleks të rrjetës dhe automatizimin e procesit.
Krahasuar me matësit e tendosjes me tela, matësit e tendosjes me fletë metalike janë më të ndjeshme, mbajnë më shumë rrymë, transmetojnë tendosje më mirë, kanë priza më të forta dhe kanë një model më kompleks.
Qelizat e ngarkesës gjysmëpërçuese
Ndjeshmëria e sensorëve është afërsisht 100 herë më e lartë se ato me tela, gjë që i lejon ata të përdoren shpesh pa amplifikatorë. Disavantazhet janë brishtësia, varësia e lartë nga temperatura e ambientit dhe e rëndësishmepërhapja e parametrave.
Specifikimet e matësit të tendosjes
- Baza - gjatësia e përcjellësit të rrjetës (0,2-150 mm).
- Rezistenca nominale R - vlera e rezistencës aktive (10-1000 Ohm).
- Rryma e furnizimit të punës Ip - rrymë në të cilën matësi i deformimit nuk nxehet dukshëm. Kur mbinxehen, vetitë e materialeve të elementit ndijues, bazës dhe shtresës ngjitëse ndryshojnë, duke shtrembëruar leximet.
- Faktor i tendosjes: s=(∆R/R)/(∆L/L), ku R dhe L janë respektivisht rezistenca elektrike dhe gjatësia e sensorit të shkarkuar; ∆R dhe ∆L - ndryshimi i rezistencës dhe deformimi nga forca e jashtme. Për materiale të ndryshme, mund të jetë pozitiv (R rritet me tension) dhe negativ (R rritet me ngjeshjen). Vlera e s për metale të ndryshme varion nga -12,6 në +6.
Skema për ndezjen e matësve sforcimi
Për të matur sinjale të vogla elektrike, alternativa më e mirë është një lidhje urë, në qendër të së cilës është një voltmetër. Shembulli më i thjeshtë do të ishte një matës sforcimi, qarku i të cilit është montuar sipas parimit të një ure elektrike, në një nga krahët e së cilës është i lidhur. Rezistenca e tij e shkarkuar do të jetë e njëjtë me pjesën tjetër të rezistorëve. Në këtë rast, pajisja do të shfaqë tension zero.
Parimi i funksionimit të një matës deformimi është të rrisë ose të zvogëlojë vlerën e rezistencës së tij, në varësi të faktit nëse forcat janë shtypëse ose tërheqëse.
Temperatura e matësit të tendosjes ka një efekt të rëndësishëm në saktësinë e leximeve. Nëse një rezistencë e ngjashme ndaj tendosjes përfshihet në krahun tjetër të urës, i cili nuk do të ngarkohet, ajo do të kryejë funksionin e kompensimit të efekteve termike.
Qarku matës duhet të marrë parasysh gjithashtu vlerat e rezistencës elektrike të telave të lidhur me rezistencën. Ndikimi i tyre zvogëlohet duke shtuar një tel tjetër të lidhur me njërën nga kunjat e matësit të tendosjes dhe voltmetrit.
Nëse të dy sensorët janë ngjitur në elementin elastik në mënyrë të tillë që ngarkesat e tyre të ndryshojnë në shenjë, sinjali do të përforcohet me 2 herë. Nëse ka katër sensorë në qark me ngarkesa të treguara me shigjeta në diagramin e mësipërm, ndjeshmëria do të rritet ndjeshëm. Me këtë lidhje të matësve të tendosjes me tela ose fletë metalike, një mikroampermetër konvencional do të japë lexime pa një përforcues të sinjalit elektrik. Është e rëndësishme të zgjidhni me saktësi vlerat e rezistencës duke përdorur një multimetër në mënyrë që ato të jenë të barabarta me njëra-tjetrën në secilin krah të urës elektrike.
Zbatimi i matësve të tendosjes në inxhinieri
- Pjesë e dizajnit të peshores: gjatë peshimit, trupi i sensorit deformohet në mënyrë elastike dhe bashkë me të ngjiten matësat e tendosjes, të lidhur në një qark. Sinjali elektrik transmetohet në njehsor.
- Monitorimi i gjendjes sforco-deformimi të strukturave të ndërtimit dhe strukturave inxhinierike në procesin e ndërtimit dhe funksionimit të tyre.
- Matës sforcimi për matjen e forcave të deformimit gjatë përpunimitpresioni i metalit në mullinj dhe presa stampimi.
- Sensorë të temperaturës së lartë për çelikun dhe industritë e tjera.
- Sensorë matës me element elastik çelik inox për funksionimin në mjedise kimikisht agresive.
Masat standarde të sforcimit bëhen në formën e rondele, kolona, trarë të thjeshtë ose të dyanshëm, në formë S. Për të gjitha strukturat, është e rëndësishme që forca të zbatohet në një drejtim: nga lart poshtë ose anasjelltas. Në kushte të rënda funksionimi, dizajne speciale bëjnë të mundur eliminimin e veprimit të forcave parazitare. Çmimet e tyre varen kryesisht nga kjo.
Për matësit e tendosjes, çmimi varion nga qindra rubla në qindra mijëra. Shumë varet nga prodhuesi, dizajni, materialet, teknologjia e prodhimit, vlerat e parametrave të matur, pajisjet elektronike shtesë. Në pjesën më të madhe, ato janë përbërës të llojeve të ndryshme peshoresh.
Përfundim
Parimi i funksionimit të të gjithë matësve të sforcimit bazohet në shndërrimin e deformimit të elementit elastik në një sinjal elektrik. Për qëllime të ndryshme, ekzistojnë modele të ndryshme të sensorëve. Kur zgjidhni matës të tendosjes, është e rëndësishme të përcaktohet nëse qarqet kanë kompensim për leximet e shtrembërimit të temperaturës dhe ndikimet mekanike parazitare.
