Тензодатчик что это: Что такое тензодатчики и чем они отличаются

Что такое тензодатчики и чем они отличаются

Что такое тензометрический датчик

Тензометрический датчик (от лат. tensus — напряжённый) — это разновидность датчика, преобразующего приложенную к нему физическую силу в электронный сигнал. Их еще называют тензорезистивными, тензорезисторными или просто тензодатчиками. Измерительным элементом тензодатчика является тензорезистор — резистор, у которого сопротивление изменяется в зависимости от его деформации. Тензометрический датчик является основным, но не единственным видом датчика для измерения силы. Существуют датчики, основанные на других физических принципах, например, оптические или пьезоэлектрические.

В наиболее распространенном случае, тензорезистор представляет собой небольшую пластину-основание, на которую приклеена металлическая пластина-фольга или зигзагообразный проводник. Сверху проводник ламинируется тонкой пленкой. Основание обычно делается из ткани, пластмассы, полимерной пленки или бумаги. Помимо металлической фольги, тело чувствительного элемента может быть сделано из полупроводника — германия или кремния — и напыляться на основание тонким слоем.

Тензодатчики используются в различных типах оборудования — силовоспроизводящих машинах, динамометрах, акселерометрах и пр. Но наиболее широкое распространение они получили в весостроительной отрасли. В настоящее время абсолютное большинство весов работает именно на тензометрических датчиках.

Главным свойством тензодатчика является его НПИ (наибольший предел взвешивания). Он может быть 20 г, а может быть 50 т. Думаю, что это очевидно. Аналогично можно сказать про погрешность. Если Вас интересует, то можете посмотреть таблицу соответствия дискрет и НПВ весов.

Самым явным видом классификации датчиков является их деление в зависимости от типа корпуса:

  Колонные тензодатчики. Иногда их называют башенными, стержневыми или опорными.
Используются для производства автомобильных, вагонных, бункерных весов.
  Тензодатчики балочного типа. Их еще называют консольными, балкой среза или балкой изгиба.
Используются в промышленных платформенных весах, чеквейерах, конвейерном и бункерном весовом оборудовании.
  S-образные тензодатчики используются в крановых весах и динамометрах, в разрывных машинах и дозаторах.
  Двухопорные балочные датчики или балки двойного изгиба.
Используются в производстве автомобильных, вагонных, бункерных и емкостных весов.
  Одноточечные платформенные датчики используются во всех настольных и напольных фасовочных, почтовых, складских и торговых весах.
  Мембранные. Их еще называют тензодатчиками торсионного типа, шайбами, «таблетками», круглыми датчиками.
Используются для производства автомобильных, железнодорожных и емкостных весов, а также в конвейерном весовом оборудовании.
  Сильфонные, они же датчики с гофрой. Применяется в дозаторах, конвейерных весах, чеквейерах и смесителях.
   Миниатюрные тензодатчики используются в производстве платформенных весов и во встраиваемых весовых системах.

По способу деформации упругого элемента различают датчики, работающие на:

  • Сжатие (тензодатчики колонного типа)
  • Растяжение (S-образные тензометрические датчики)
  • Скручивание (торсионные тензодатчики)
  • Изгиб (тензометрические датчики балочного типа)
  • Сдвиг (балки сдвига)
  • Универсальные, комбинированного типа, тензодатчики растяжения-сжатия (S-образные, к примеру)

По большому счету, способ деформации не сильно влияет на точность и характеристики оборудования, поэтому выбор, какие тензодатчики использовать, делается исходя из простоты и удобства их монтажа в оборудовании. Хотя некоторые различия все же есть — например, колонные датчики имеют больший диапазон НПИ, чем консольные или S-образные.

По типу выдаваемого сигнала тензодатчики делятся на аналоговые и цифровые. На качество измерений это не влияет, основная разница — цифровые датчики проще заменять и обслуживать.

В зависимости от точности, тензометрические датчики делятся на 4 класса. Наиболее распространенными являются тензодатчики класса C3, где C — это класс, а число 3 обозначает количество тысяч поверочных делений (3000 получается). Не буду сильно углубляться в метрологию, но скажу пару слов, чтобы было общее понимание:

  • D — самый низкий уровень точности, A, соответственно, самый высокий.
  • Комбинированная погрешность класса точности C3 составляет 0,02%. Это значит, что в разных условиях погрешность будет изменяться, а слово «комбинированная» можно понимать как некий аналог среднего арифметического.
  • Чем больше поверочных делений, тем выше точность тензодатчика. Датчик класса C5 точнее датчика класса C3
  • Класс точности определяет величину погрешности. Если тензодатчики имеют одинаковое количество поверочных делений, но разный класс, то погрешность будет разной. У тензодатчика D1 погрешность на максимальных нагрузках будет выше погрешности датчика C1 в 1,5 раза.
  • Класс точности и число поверочных делений тензометрических датчиков регламентируется ГОСТ 8.631-2013 (OIML R 60:2000)
  • В маркировке тензометрического датчика обычно указывается класс точности, число поверочных делений и НПИ.

Корпус тензодатчиков обычно изготавливается из легированной или нержавеющей стали. Этот факт может отражаться в наименовании. Например тензометрические датчики ZSFY компании Keli имеют в названии окончание -A, если они сделаны из легированной стали или -SS, если из нержавеющей. Пример — ZSFY-A20t — это тензодатчик из легированной стали с НПИ 20 тонн.

По количеству диапазонов измерения тензодатчики делятся на одноинтервальные, двухинтервальные и многоинтервальные. Тут все просто — на разных нагрузках весы выдают результат с разной дискретой. Делается это для повышения точности взвешивания на малых нагрузках. Например, одноинтервальные весы с НПВ (наибольшим пределом взвешивания) 100 кг имеют дискрету 20 г на всем диапазоне взвешивания, а двухинтервальные весы в диапазоне до 30 кг имеют дискрету 10 г.

Следующее, на что стоит обратить внимание — это

пылевлагозащищенность корпуса. Пылевлагозащищенность маркируется в соответствии c международным кодом защиты оболочки — IP, который состоит из 2 цифр. Первая цифра обозначает пылезащиту от 0 (нет защиты) до 6 (пыленепроницаемость). Вторая цифра обозначает влагозащиту от 0 (полное отсутствие защиты) до 8 (способность прибора работать не менее 30 мин при погружении в воду на 1 м). Во втором числе иногда встречается цифра 9 — это немецкий стандарт, обозначающий, что изделие можно мыть под струей высокого давления. Пример — IP68 означает полную пылевлагозащищенность.

Компенсированный диапазон температур. Это диапазон, в котором тензодатчик сохраняет свои метрологические характеристики. Стандартным компенсированным диапазоном для тензодатчиков считается температура от -10 до +40. У некоторых моделей он расширен. Не путать с рабочим диапазоном температур! Этот диапазон обозначает температуры, при которых датчик сохраняет работоспособность, но точность взвешивания не гарантируется.

Тензодатчики могут отличаться количеством использования в весовом оборудовании. Хотя это в большей части свойство весов, но тем не менее — одноточечные датчики применяются только в сольном исполнении. На промышленных платформенных весах обычно стоит 4 балочных тензодатчика.

Еще несколько и технических характеристик тензометрических датчиков с простым определением:

  1. Чувствительность (изменение напряжения при изменении нагрузки)
  2. Нелинейность (в идеале графиком зависимости сопротивления тензорезистора от веса должна быть прямая)
  3. Гистерезис (максимальное изменение сигнала при одинаковых нагрузках)
  4. Ползучесть (изменение сигнала тензодатчика во времени при постоянных условиях)
  5. Предельная нагрузка (нагрузка, которую датчик может кратковременно выдержать)
  6. Разрушающая нагрузка
  7. Электротехнические характеристики — максимальное и рекомендуемое напряжение, входное и выходное сопротивление

Компания Модуль – Ваш персональный инженер в мире измерительного оборудования!
Если Вы хотите приобрести тензодатчики, то обращайтесь к нам прямо сейчас — мы Вам подберем качественные тензометрические датчики со склада и под заказ с доставкой по всей России.


Тензометрический датчик — Tenzorez

Тензометрический датчик веса или, как его ещё называют — тензодатчик веса — это датчик, который обладает способностью преобразовывать величину возможных и существующих деформаций в удобные для измерения сигналы, как правило, электрического характера.

На сегодняшний день существует много способов измерения деформаций – это и тензорезистивный способ, оптико-поляризационный, волоконно-оптический, однако, простое считывание показаний деформации с линейки механического типа тензодатчика является наиболее простым и доступным

способом получения необходимой информации.

Примечательно, что и среди электронных тензодатчиков, наибольшей популярностью пользуются тензорезистивные датчики, которые представляют собой упругую специальную конструкцию, на которой закреплён тензорезистор и другие вспомогательные детали. После проведения калибровки, а также по измерениям показателей изменения сопротивления такого тензорезистора всегда можно вычислить степень и показатель деформации, которые всегда будут пропорциональны силе, которая прикладывается к данной конструкции.

Существуют разные типы датчиков:

  • датчики силы (измеряет усилия и нагрузки)
  • датчики давления (измерение давления в различных средах)
  • акселерометры (датчик ускорения)
  • датчики перемещения
  • датчики крутящего момента

Наиболее типичным применением тензодатчиков являются весы. В зависимости от конструкции грузоприёмной платформы, применяются тензодатчики различного типа:

Конструкция резистивного тензодатчика представляет собой упругий элемент, на котором зафиксирован тензорезистор. Под действием силы (веса груза) происходит деформация упругого элемента вместе с тензорезистором. В результате изменения сопротивления тензорезистора, можно судить о силе воздействия на датчик, а следовательно, и о весе груза.

Принцип измерения веса при помощи тензодатчиков основан на уравновешивании массы взвешиваемого груза с упругой механической силой тензодатчиков и последующего преобразования этой силы в электрический сигнал для последующей обработки.

По сравнению с механическими весами, тензометрическое оборудования обладает следующими преимуществами:

    — более высокая точность измерений;
    — весовые системы на тензодатчиках имеют меньшие размеры;
    — расширенные функциональные возможности;
    — удобство эксплуатации;
    — автоматизация процесса взвешивания на каждом этапе.

Тензорезисторные датчики силы разработаны с учетом требований современного производства. Датчики силы способны выдерживать значительные нагрузки в течение долго срока эксплуатации, что обеспечивает высококачественную и надежную работу весо- и силоизмерительных систем. В ассортименте представлен обширный типоряд тензометрических датчиков с пределами взвешивания от 5 кг до 100 тонн для измерения различных типов нагрузки. Качество, надежность, технические характеристики и габаритные размеры датчиков веса соответствуют общепринятым стандартам, что позволяет выбрать из нашего ассортимента аналог тензодатчиков любых отечественных и мировых производителей.

Тензометрический датчик — это… Что такое Тензометрический датчик?

Механический тензометрический датчик для измерения деформации стены

Тензометрический датчик (от лат. tensus — напряжённый) (тензодатчик) — прибор для измерения деформации различных конструкций, тензометрии[1]. Существует множество способов измерения деформаций: тензорезистивный[2], оптико-поляризационный[1], пьезорезистивный, волоконно-оптический[3], или простым считыванием показаний с линейки механического тензодатчика. Среди электронных тензодатчиков, наибольшее распространение получили тензорезистивные датчики.

Тензорезистивный датчик обычно представляет собой специальную упругую конструкцию с закреплённым на ней тензорезистором и другими вспомогательными деталями. После калибровки, по изменению сопротивления тензорезистора можно вычислить степень деформации, которая будет пропорциональна силе, приложенной к конструкции.

Существуют разные типы датчиков:

  • датчики силы (измеряет усилия и нагрузки)
  • датчики давления (измерение давления в различных средах)
  • акселерометры (датчик ускорения)
  • датчики перемещения
  • датчики крутящего момента

Наиболее типичным применением тензодатчиков являются весы. В зависимости от конструкции грузоприемной платформы применяются тензодатчики различного типа:

  • консольные;
  • s-образные;
  • «шайба»;
  • «бочка»;

Конструкция тензодатчика[4] представляет собой упругий элемент на котором зафиксирован тензорезистор, под действием силы (вес груза) происходит деформация упругого элемента вместе с тензорезистором. В результате изменения сопротивления тензорезистора, можно судить о силе воздействия на датчик, а следовательно о весе груза.

Принцип измерения веса при помощи тензодатчиков основан на уравновешивании массы взвешиваемого груза с упругой механической силой тензодатчиков и последующего преобразования этой силы в электрический сигнал для последующей обработки.

Для характеристики защиты тензодатчика от воды и пыли используется IP-рейтинг[5].

Примечания

Литература

  • Политехнический словарь / Ишлинский А. Ю. и др.. — 3 изд., перераб. и доп.. — М.: Советская энциклопедия, 1989. — С. 523. — ISBN 5-85270-003-7

Ссылки

описание, инструкция и принцип работы

Тензодатчик – это специальный датчик, который позволяет преобразовывать измеряемую деформацию твердых тел в электрический сигнал.

В этой статье мы рассмотрим принцип действия и устройство тензодатчика. Также вы узнаете его сопротивление и преобразующую деформацию.

Особенности работы

Изменение сопротивления проводника тензодатчика во время деформации объясняется по двум причинам:

  1. Изменением геометрических размеров.
  2. Изменением удельного сопротивления материала.

Работа тензодатчика будет характеризоваться коэффициентом тензоустойчивости (S). Найти его можно по следующей формуле:

  • L и R в этой формуле – это длина сопротивления датчика при отсутствии механического напряжения.
  • ?L и ?R – изменение длины и сопротивления в результате воздействия внешнего деформирующего усилия.

Формула также может быть представлена в следующем виде:

Коэффициент тензоустойчивости считается безразмерной величиной и поэтому он может быть, как положительным, так и отрицательным показателем. Для разнообразных металлов значение S может колебаться от – 12.6 до +6. Величина номинального сопротивления тензодатчика находится в пределах от 50 до 1000 Ом.

Важно знать! Проводниковые тензодатчики изготовляют из металлической проволоки. Их диаметр составляет от 0.015 до 0.05 мм.

Наклеиваемый тензодатчик

Наклееваемый тензодатчик также пользуется популярностью. Он представляет собою тонкую проволоку, которая будет сложена в виде решетки. Также она будет обклеена с обеих сторон специальными изоляционными пластинками. Для определения растяжения или сжатия пластинку в обязательном порядке необходимо будет наклеить на поверхность детали с помощью специального клея.

Тензодатчики способны воспринимать все деформации наружного волокна детали и реагировать на сжатие или растяжение. Проволочные тензодатчики имеют небольшие размеры и поэтому являются безынерционными. В большинстве случаев подобные датчики размещают в труднодоступных местах. Благодаря ряду достоинств эти устройства действительно приобрели значительную популярность.

Конечно, после детального изучения, наклеиваемого тензодатчика можно выделить и его недостатки. К основному недостатку относится малая величина изменения сопротивления. В связи с этим во время проведения измерения, вам потребуется применять измерительные схемы высокой чувствительности.

Проволочные тензодатчики на сегодняшний день применяют при измерении деформаций в деталях разнообразных механизмов. Тензодатчик также является составной частью тензометра. Тензометр – это специальный прибор, который проводит измерения в твердых телах деформаций, возникающих во время нагрузки.

Для измерения разнообразных деформаций датчики будут включаться в мостовые или потенциометрические схемы. Благодаря использованию тензодатчиков у вас появится возможность измерять не только статические, но и динамические деформации.

Чтобы регистрировать сложные деформации тензодатчика специалисты применяют питание измерительных мостов напряжением высокой частоты. Например, изучить сложные деформации можно с помощью оциллогрофа. Теперь вы знаете, как работает тензодатчик и его разновидности. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Тензодатчик

Тензодатчик — основные сведения

 


Тензометрический датчик или тензодатчик, предназначается для измерения деформации, тех или иных объектов исследования. Флуктуации геометрических характеристик образца, приводят к изменению, каких-либо физических свойств датчика, которые могут быть замерены. Используются тензодатчики, для измерения: силы, давления, ускорения, перемещения, крутящего момента. Наиболее простыми, являются механические тензодатчики.

Считывание показаний в них, осуществляется со специальной линейки. Также существуют, пьезорезистивные, оптико-поляризационные, волоконно-оптические датчики. Наибольшее распространение получили тензорезистивные датчики. Это связано, с относительной простотой и надёжностью их работы.

Принцип работы тензорезистивного датчика, основывается на законе, который в 1856 году, открыл лорд Кельвин. Он заключается в том, что под действием растягивающего усилия, которое меняет геометрические характеристики проводника, изменяется, его электрическое сопротивление. Это изменение, можно замерить и сопоставить со степенью деформации датчика, которая в свою очередь, может быть сопоставлена со степенью деформации, исследуемого образца.

В состав измерительного моста, как одно из сопротивлений, включён тензодатчик. Производится калибровка моста, при которой сопротивление между контрольными точками, равно нулю. Одна из проводящих ветвей, снабжена тензодатчиком, а другая уравновешена резистором. При изменении физических параметров тензодатчика, его сопротивление изменяется, а сопротивление резистора на свободной ветви, остаётся неизменным. Это приведёт к тому, что изменится напряжение, между контрольными точками. Закон изменения этого напряжения, будет точно сопоставляться, с изменениями физических параметров, воздействующих на объект исследования, на котором установлен тензодатчик. Вплоть до восьмидесятых годов прошлого века, показания обрабатывались, с помощью бумажных самописцев. В настоящее время, используются электронные методы. Сигнал передаётся на компьютер, где его исследуют специальные программы.

 

 

 

Виды тензодатчиков

Существуют различные виды тензодатчиков. Одноточечные датчики, преобразуют механическую деформацию изгиба, в сигнал, который пропорционален, этой деформации. Тензоризисторные, консольные датчики, преобразуют механическую деформацию сдвига, в электрический сигнал, пропорциональный степени этой деформации. Они, представляют, из себя, консольную балку. S-образные датчики, преобразуют в электрический сигнал, механическое усилие, сжатия или растяжения, направленное вдоль оси датчика.

 

Параметры сигнала, соответствуют величине, приложенной к объекту исследования, силы. Цилиндрические тензорезисторные датчики, осуществляют, преобразование усилия сжатия, в электрический сигнал, пропорциональный энергии сжатия. Эти датчики, в различных источниках, также, называются – шайбами или бочками. Существует ряд направлений, для применения тензорезисторных датчиков. Они используются, для исследования напряжений в строительных конструкциях.

 

Привариваемые датчики, служат, для контроля за металлическими составляющими, зданий и сооружений. Датчик крепится к объекту исследования, методом точечной сварки. Для защиты, от неблагоприятных факторов внешней среды, он защищается, слоем гарметика. Для защиты от случайного механического разрушения, сверху его прикрывают, металлическим кожухом. В случае невозможности использования, сварки, могут использоваться привинчивающиеся датчики. Также, возможно крепление, с помощью специального клея, на каменные, бетонные, кирпичные и другие подобные поверхности. Тензометрические датчики, используются во всех типах электронных весов, например на бетонных заводах.

В зависимости от конструктивных особенностей и характера, решаемых оборудованием задач, могут применяться все типы датчиков. Используются тензодатчики, также, в системах пожарной и охранной сигнализации и контроля доступа. Датчики измерения моментов, используются в строительной технике, автомобилестроении, на железнодорожном транспорте и в авиации. Для осуществления контроля, за износом оборудования, тензорезисторные датчики служат в машиностроении, металлообработке, сталелитейной промышленности. Датчики S-образного типа, широко применяются в такелажном оборудовании. Они крепятся на металлические тросы, для определения, степени приближения к опасным перегрузкам. Для работ связанных с измерением механических нагрузок, в условиях повышенных или пониженных температур, используются специальные типы тензодатчиков.

Они проходят специальную калибровку, позволяющую учитывать, изменение сопротивления датчика, связанного с изменением температуры и отфильтровывать эти помехи, от истинного сигнала. При работе датчиков при особо высоких температурах или в агрессивных средах, датчики оборудуются защитой. Используются датчики, также, при проведении, неразрушающего контроля за различными изделиями. Высокая точность измерений и низкая себестоимость тензодатчиков, позволяет широко использовать их в космической технике, для оснащения разгонных блоков, ракет-носителей. Небольшая масса тензодатчиков и возможность их установки в труднодоступных местах, позволяет использовать их, также, для оборудования пилотируемых и беспилотных космических кораблей.

 

 

принцип работы и подключение тензометрического датчика

«Точность – вежливость королей!» В наше время актуальность этого средневекового французского афоризма только растет. Для проведения точных измерительных вычислений на производстве и в быту все шире используются приборы на основе тензометрических датчиков.

Что такое тензометрия и для чего нужны тензодатчики

Тензометрия (от лат. tensus — напряжённый) — это способ и методика измерения напряжённо-деформированного состояния измеряемого объекта или конструкции. Дело в том, что нельзя напрямую измерить механическое напряжение, поэтому задача состоит в измерении деформации объекта и вычислении напряжения при помощи специальных методик, учитывающих физические свойства материала.

В основе работы тензодатчиков лежит тензоэффект — это свойство твёрдых материалов изменять своё сопротивление при различных деформациях. Тензометрические датчики представляют собой устройства, которые измеряют упругую деформацию твердого тела и преобразуют её величину в электрический сигнал. Этот процесс происходит при изменении сопротивления проводника датчика при его растяжении и сжатии. Они являются основным элементом в приборах по измерению деформации твёрдых тел (например, деталей машин, конструкций, зданий).

Устройство и принцип работы

Основу тензодатчика составляет тензорезистор, оснащенный специальными контактами, закрепленными на передней части измерительной панели. В процессе измерения чувствительные контакты панели соприкасаются с объектом. Происходит их деформация, которая измеряется и преобразуется в электрический сигнал, передаваемый на элементы обработки и отображения измеряемой величины тензометрического датчика.

В зависимости от сферы функционального использования датчики различаются как по типам, так и по видам измеряемых величин. Важным фактором является требуемая точность измерения. Например, тензодатчик грузовых весов на выезде с хлебозавода совершенно не подойдет к электронным аптекарским весам, где важна каждая сотая часть грамма.

Рассмотрим более предметно виды и типы современных тензометрических датчиков.

Датчики крутящего момента

Датчики крутящего момента предназначены для измерения крутящего момента на вращающихся частях таких систем, как коленвал двигателя или рулевой колонки. Тензодатчики крутящего момента могут определять как статический, так и динамический момент контактным либо бесконтакным (телеметрическим) способом.

Тензодатчики балочного, консольного и кромочного типов

Эти типы датчиков изготавливают обычно на основе параллелограммной конструкции со встроенным элементом изгиба для высокой чувствительности и линейности измерений. Тензорезисторы в них закрепляются на чувствительных участках упругого элемента датчика и соединяются по схеме полного моста.

Конструктивно балочный тензодатчик имеет специальные отверстия для неравномерного распределения нагрузки и выявления деформаций сжатия и растяжения. Для получения максимального эффекта тензорезисторы по специальным меткам строго ориентируют на поверхности балки в ее самом тонком месте. Высокоточные и надежные датчики этого типа используют для создания многодатчиковых измерительных систем в платформенных или бункерных весах. Нашли они свое применение и в весовых дозаторах, фасовщиках сыпучих и жидких продуктов, измерителях натяжения тросов и других измерителях силовых нагрузок.

Тензодатчики силы растяжения и сжатия

Тензодатчики силы растяжения и сжатия, как правило, имеют S-образную форму, изготавливаются из алюминия и легированной нержавеющей стали. Предназначены для бункерных весов и дозаторов с пределом измерения от 0,2 до 20 тонн. S-образные тензодатчики силы растяжения и сжатия могут использоваться в станках по производству кабелей, тканей и волокон для контроля силы натяжения этих материалов.

Тензорезисторы проволочные и фольговые

Проволочные тензорезисторы делают в виде спирали из проволоки малого диаметра и крепят на упругом элементе или исследуемой детали с помощью клея. Их отличает:

  • простота изготовления;
  • линейная зависимость от деформации;
  • малые размеры и цена.

Из недостатков отмечают низкую чувствительность, влияние температуры и влажности среды на погрешность измерения, возможность применения только в сфере упругих деформаций.

Фольговые тензорезисторы в настоящее время являются наиболее распространенным типом тензорезисторов из-за их высоких метрологических качеств и технологичности производства. Это стало доступным благодаря фотолитографической технологии их изготовления. Передовая технология позволяет получать одиночные тензорезисторы с базой от 0,3 мм, специализированные тензометрические розетки и цепочки тензорезисторов с широким рабочим температурным диапазоном от –240 до +1100 ºС в зависимости от свойств материалов измерительной решетки.

Преимущества и недостатки тензодатчиков

Широкое применение тензодатчики получили благодаря своим свойствам:

  • возможности монолитного соединения датчика деформации с исследуемой деталью;
  • малой толщине измерительного элемента, что обеспечивает высокую точность измерения с погрешностью 1-3 %;
  • удобстве крепления, как на плоских, так и на криволинейных поверхностях;
  • возможности измерения динамических деформаций, меняющихся с частотой до 50000 Гц;
  • возможности проведения измерений в сложных условиях окружающей среды в температурном интервале от -240 до +1100˚С;
  • возможности измерений параметров одновременно во многих точках деталей;
  • возможности измерения деформации объектов, расположенных на больших расстояниях от тензометрических систем;
  • возможностью измерения деформаций в движущихся (крутящихся) деталях.

Из недостатков следует отметить:

  • влияние метеоусловий (температуры и влажности) на чувствительность датчиков;
  • незначительные изменения сопротивления измерительных элементов (около 1%) требует применение усилителей сигналов.
  • при работе тензодатчиков в условиях высокотемпературной или агрессивной среды необходимы специальные меры их защиты.

Основные схемы подключения

Рассмотрим это на примере подключения тензометрических датчиков к бытовым или промышленным весам. Стандартный тензодатчик для весов имеет четыре разноцветных провода: два входа — питание (+Ex, -Ex), два других — измерительные выходы (+Sig, -Sig). Встречаются также варианты с пятью проводами, где дополнительный провод служит в качестве экрана для всех остальных. Суть работы весового измерительного датчика балочного типа довольно проста. На входы подается питание, а с выходов снимается напряжение. Величина напряжения зависит от приложенной нагрузки на измерительный датчик.

Если длина проводов от весового тензодатчика до блока АЦП значительна, то сопротивление самих проводов будет влиять на показание весов. В этом случае целесообразно добавить цепь обратной связи, которая компенсирует падение напряжения путем корректировки погрешности от сопротивления проводов, вносимую в измерительную цепь. В этом случае схема подключения будет иметь три пары проводов: питания, измерения и компенсации потерь.

Примеры использования тензометрических датчиков

  • элемент конструкции весов.
  • измерение усилий деформации при обработке металлов давлением на штамповочных прессах и прокатных станах.
  • мониторинг напряженно-деформационных состояний строительных конструкций и сооружений при их возведении и эксплуатации.
  • высокотемпературные датчики из жаропрочной легированной стали для металлургических предприятий.
  • с упругим элементом из нержавеющей стали для измерений в химически агрессивной среде.
  • для измерения давления в нефте и газопроводах.

Простота, удобство и технологичность тензодатчиков — основные факторы для дальнейшего активного их внедрения, как в метрологические процессы, так и использования в повседневной жизни в качестве измерительных элементов бытовой техники.

Тензодатчики, схема подключения, принцип работы

Автор Светозар Тюменский На чтение 3 мин. Просмотров 15.5k. Опубликовано Обновлено

Тензодатчик (он же — тенезометрический преобразователь) – достаточно простой электромеханический прибор, преобразующий деформацию регистрирующего механического устройства в электрический сигнал. Физические основы работы датчиков давления сформулированы давно, а вот широкое распространение в быту и незаменимость в различных промышленных отраслях – заслуга современных инженеров.

Принцип работы тензодатчика

Принцип работы тензометрического устройства основан на изменении сопротивления проводника при механическом воздействии на него. В наиболее простом конструкционном исполнении датчик представляет собой мелкоячеистую проводниковую сетку, закрепленную на токопроводящую основу, например, металлическую фольгу. Принцип работы тензодатчика в человеческом виде – если где-то надавить или стукнуть, умный прибор определит место, силу и даже время удара. Правда, во всех случаях сам тензор является только источником сигнала о произошедшем событии , а его преобразование в цифровой формат – задача совсем других устройств.

Схема исполнения решеток тензорного регистрирующего прибора может выполняться в проволочном варианте: с перемычками, петлевые, витковые, а в более сложных приборах – возможны комбинированные фольгированные схемы, позволяющие оценивать однокомпонентные, трехмерные и даже кольцевые деформации.

Тензорезистивный эффект, позволяющий фиксировать изменения электрического сопротивления в твердых проводниках или полупроводниковых пластинах при их сжатии или расширении, связан с деформационными воздействиями на атомарную структуру материала. Свое практическое воплощение он нашел при создании целого конструктивного ряда тензорезисторов, без использования которых уже трудно представить жизнь современного человека.

Тензодатчики веса

Прежде всего, это тензодатчики веса. Будь то напольные весы в спальне посадивших себя на диету женщин, неизменные электронные атрибуты современных магазинов, промышленные установки взвешивания автомобилей на стройплощадках или балочные платформенные весы, без тензорезисторов не обойтись. В настоящее время ассортимент тензодатчиков веса настолько велик, что любой заинтересованный потребитель сможет без особого труда выбрать требуемую именно для его случая комплектацию. Остановимся на нескольких конструктивных типах промышленных тензодатчиков веса.


Консольные устройства в алюминиевом или стальном исполнении. Диапазон весовых нагрузок этих приборов достаточно широк, а разнообразие вариантов корпусного решения позволяет использовать их во многих хозяйственных и бытовых сферах.

Стальные тензодатчики типа «бочка» или «шайба». Обладают хорошими показателями по герметичности и защите устройства от внешних воздействий. Это касается и материала оболочки и изоляции электропровода.

Балочные весовые регистраторы. Область применения – измерение весовых нагрузок на мостовые и платформенные конструкции. Регистрируют деформации изгиба и сдвига. Фиксировать натяжение крепежных элементов помогут тензодатчики на растяжке, а допустимость подвесного груза на стройке S-образные.

Схема подключения тензодатчика

Рассмотрим схему подключения тензодатчика.

Принцип работы S-образных тензометрических датчиков УРАЛВЕС


Тензодатчики ( как правильно наклеить тензодатчики)


Что такое датчик веса и как он работает? – Омега Инжиниринг

Тензодатчик (или тензодатчик) представляет собой преобразователь, который преобразует силу в измеримый электрический выходной сигнал. Несмотря на то, что существует множество разновидностей датчиков силы, тензодатчики являются наиболее часто используемым типом.

За исключением некоторых лабораторий, где до сих пор используются прецизионные механические весы, в отрасли взвешивания преобладают тензодатчики. Пневматические тензодатчики иногда используются там, где желательна искробезопасность и гигиена, а гидравлические тензодатчики рассматриваются в удаленных местах, поскольку они не требуют источника питания.Тензодатчики обеспечивают точность от 0,03% до 0,25% полной шкалы и подходят практически для всех промышленных применений.

Как работает тензодатчик?

Тензодатчик преобразует механическую силу в цифровые значения, которые пользователь может считывать и записывать. Внутренняя работа тензодатчика зависит от выбранного вами тензодатчика. Существуют гидравлические тензодатчики, пневматические тензодатчики и тензометрические тензодатчики. Тензометрические датчики нагрузки являются наиболее часто используемыми из трех.Тензометрические тензодатчики содержат внутри себя тензометрические датчики, которые вызывают скачки напряжения под нагрузкой. Степень изменения напряжения отражается в цифровом показании как вес.

Когда использовать тензодатчик?

Тензодатчик измеряет механическую силу, в основном вес объектов. Сегодня почти все электронные весы используют тензодатчики для измерения веса. Они широко используются из-за точности, с которой они могут измерять вес. Тензодатчики находят свое применение в различных областях, требующих точности и прецизионности.Существуют разные классы тензодатчиков: класс A, класс B, класс C и класс D, и с каждым классом меняется как точность, так и емкость. Типы тензодатчиков

Конструкции тензодатчиков

можно различать по типу генерируемого выходного сигнала (пневматический, гидравлический, электрический) или по способу определения веса (изгиб, сдвиг, сжатие, растяжение и т. д.).

Гидравлические тензодатчики

Миниатюрный тензодатчик Гидравлические ячейки представляют собой силовые уравновешивающие устройства, измеряющие вес как изменение давления внутренней заполняющей жидкости.В датчиках гидравлической силы с вращающейся диафрагмой нагрузка или сила, действующая на нагрузочную головку, передается на поршень, который, в свою очередь, сжимает заполняющую жидкость, находящуюся внутри камеры с эластомерной диафрагмой.

По мере увеличения силы давление гидравлической жидкости повышается. Это давление может быть указано локально или передано для дистанционной индикации или управления. Производительность является линейной и относительно не зависит от количества заполняющей жидкости или ее температуры.

Если тензодатчики были правильно установлены и откалиброваны, точность может быть в пределах 0.25 % от полной шкалы или лучше, что приемлемо для большинства процессов взвешивания. Поскольку этот датчик не имеет электрических компонентов, он идеально подходит для использования во взрывоопасных зонах.

Типичные применения гидравлических тензодатчиков включают взвешивание резервуаров, бункеров и бункеров. Для максимальной точности вес танка следует получать путем размещения по одному датчику силы в каждой точке опоры и суммирования их выходных сигналов.

Пневматические тензодатчики

Пневматические тензодатчики также работают по принципу баланса сил.В этих устройствах используется несколько демпфирующих камер для обеспечения более высокой точности, чем в гидравлическом устройстве. В некоторых конструкциях первая камера демпфера используется как камера веса тары.

Пневматические тензодатчики часто используются для измерения относительно небольших грузов в отраслях, где чистота и безопасность имеют первостепенное значение. Миниатюрный тензодатчик

К преимуществам весоизмерительных ячеек этого типа относится их взрывобезопасность и нечувствительность к колебаниям температуры. Кроме того, они не содержат жидкостей, которые могут загрязнить процесс в случае разрыва диафрагмы.Недостатки включают относительно низкую скорость отклика и потребность в чистом, сухом, регулируемом воздухе или азоте.

Тензодатчик

Тензодатчик представляет собой тип тензодатчика, в котором тензорезистор расположен внутри корпуса тензодатчика для преобразования действующей на него нагрузки в электрические сигналы. Вес на тензодатчике измеряется флуктуациями напряжения, вызванными тензодатчиком, когда он подвергается деформации.

Сами датчики приклеены к балке или элементу конструкции, который деформируется под действием веса.В современных тензодатчиках установлено 4 тензодатчика для повышения точности измерений. Два манометра обычно работают на растяжение, а два — на сжатие и снабжены компенсационными регулировками.

Когда на тензодатчике нет нагрузки, сопротивление каждого тензодатчика будет одинаковым. Однако под нагрузкой сопротивление тензорезистора изменяется, вызывая изменение выходного напряжения. Изменение выходного напряжения измеряется и преобразуется в читаемые значения с помощью цифрового измерителя.

Пьезорезистивный датчик силы

Подобно тензодатчикам, пьезорезистивные датчики силы генерируют выходной сигнал высокого уровня, что делает их идеальными для простых систем взвешивания, поскольку они могут быть подключены непосредственно к считывающему измерителю. Однако доступность недорогих линейных усилителей уменьшила это преимущество. Дополнительным недостатком пьезорезистивных устройств является их нелинейный выходной сигнал. Миниатюрный тензодатчик

Индуктивные и реактивные тензодатчики

Оба этих устройства реагируют на пропорциональное весу смещение ферромагнитного сердечника.Один изменяет индуктивность катушки соленоида из-за движения ее железного сердечника; другой изменяет сопротивление очень маленькому воздушному зазору.

Магнитострикционные датчики силы

Работа этого датчика силы основана на изменении проницаемости ферромагнитных материалов под действием приложенного напряжения. Он построен из пакета пластин, образующих несущую колонну вокруг набора первичных и вторичных обмоток трансформатора. При приложении силы напряжения вызывают искажения картины потока, генерируя выходной сигнал, пропорциональный приложенной нагрузке.Это прочный датчик, который по-прежнему используется для измерения силы и веса на прокатных и полосовых станах.

Применение тензодатчиков для взвешивания

Тензодатчики представляют собой первое серьезное изменение конструкции в технологии взвешивания. На современных перерабатывающих предприятиях в большинстве случаев предпочтение отдается электронным датчикам силы, хотя механические рычажные весы по-прежнему используются, если операция выполняется вручную, а обслуживающий и обслуживающий персонал предпочитает их простоту.

На этой странице вы найдете конструкцию системы взвешивания с тензодатчиками.

Выберите датчик веса, подходящий для вашего приложения

Датчики нагрузки на сжатие Датчики нагрузки на сжатие
часто имеют встроенную конструкцию кнопки. Они идеально подходят для монтажа в условиях ограниченного пространства. Они обеспечивают превосходную долговременную стабильность.

Узнать больше

Датчики нагрузки на сжатие/растяжение Тензодатчики сжатия/растяжения
могут использоваться в приложениях, где нагрузка может меняться от растяжения к сжатию и наоборот.Они идеально подходят для помещений с ограниченным пространством. Резьбовые концы облегчают установку.

Узнать больше

Тензодатчики S-образной балки
Весоизмерительный датчик S-Beam получил свое название благодаря своей S-образной форме. Датчики силы S-Beam могут обеспечивать выходной сигнал при растяжении или сжатии. Области применения включают уровень в резервуарах, бункерах и автомобильных весах. Они обеспечивают превосходное отклонение боковой нагрузки.

Узнать больше

Датчики нагрузки на изгиб балки
A Весоизмерительный датчик с изгибающейся балкой может использоваться в различных силовых приложениях, для взвешивания резервуаров и управления промышленными процессами. Он имеет низкопрофильную конструкцию для интеграции в ограниченные зоны.

Узнать больше

Платформа и одноточечные датчики силы Платформенные и одноточечные датчики силы
используются в коммерческих и промышленных системах взвешивания.Они обеспечивают точные показания независимо от положения груза на платформе.

Узнать больше

Канистровые тензодатчики Весоизмерительные ячейки
Canister используются для однократного и многократного взвешивания. Многие из них полностью изготовлены из нержавеющей стали и герметичны для мытья и влажных помещений.

Узнать больше

Низкопрофильные тензодатчики
Низкопрофильные тензодатчики в основном представляют собой тензодатчики сжатия и растяжения/сжатия.Монтажные отверстия и внутренняя резьба облегчают установку. Часто используется при исследованиях взвешивания и мониторинге силы на линии.

Узнать больше

Происхождение тензодатчика

До того, как датчики силы на основе тензодатчиков стали предпочтительным методом для промышленных приложений взвешивания, широко использовались механические рычажные весы. Механические весы могут взвешивать все, от таблеток до железнодорожных вагонов, и могут делать это точно и надежно, если они должным образом откалиброваны и обслуживаются.Метод работы может включать либо использование механизма балансировки веса, либо определение силы, развиваемой механическими рычагами. Самые ранние датчики нагрузки с предварительными тензодатчиками включали гидравлические и пневматические конструкции.

В 1843 году английский физик сэр Чарльз Уитстон изобрел мостовую схему, позволяющую измерять электрические сопротивления. Мостовая схема Уитстона идеально подходит для измерения изменений сопротивления, возникающих в тензодатчиках. Хотя первый тензометрический датчик сопротивления был разработан в 1940-х годах, только когда современная электроника догнала его, новая технология стала технически и экономически осуществимой.Однако с тех пор тензометрические датчики получили широкое распространение как в качестве компонентов механических весов, так и в автономных тензодатчиках.

Сегодня, за исключением некоторых лабораторий, где до сих пор используются прецизионные механические весы, в отрасли взвешивания преобладают тензодатчики. Пневматические тензодатчики иногда используются там, где желательна искробезопасность и гигиена, а гидравлические тензодатчики рассматриваются в удаленных местах, поскольку они не требуют источника питания. Тензометрические тензодатчики обеспечивают точность в пределах 0.от 03% до 0,25% полной шкалы и подходят практически для всех промышленных применений.

В приложениях, не требующих высокой точности, например, при обработке сыпучих материалов и взвешивании грузовых автомобилей, по-прежнему широко используются механические платформенные весы. Однако даже в этих приложениях силы, передаваемые механическими рычагами, часто обнаруживаются тензодатчиками из-за присущей им совместимости с цифровыми компьютерными приборами.

Характеристики тензодатчика

Тип Диапазон веса Точность (FS) Приложения Прочность Слабость
Датчики механической силы
Гидравлические тензодатчики До 10 000 000 фунтов 0.25% Резервуары, бункеры и бункеры. Опасные зоны. Выдерживает сильные удары, нечувствителен к температуре. Дорого, сложно.
Пневматические тензодатчики Широкий Высокий Пищевая промышленность, взрывоопасные зоны Искробезопасный. Не содержит жидкости. Медленный отклик. Требуется чистый, сухой воздух
Тензодатчики веса
Датчики нагрузки на изгиб балки 10-5 тыс. фунтов. 0,03% Баки, платформенные весы, Низкая стоимость, простая конструкция Тензорезисторы открыты, требуется защита
Тензодатчики с поперечной балкой 10-5 тыс. фунтов. 0,03% Резервуары, платформенные весы, нецентральные нагрузки Отказ от высоких боковых нагрузок, улучшенная герметизация и защита
Канистровые тензодатчики до 500 тыс. фунтов. 0,05% Автомобильные, танковые, гусеничные и бункерные весы Ручки перемещения груза Без защиты от горизонтальной нагрузки
Кольцевые и блинчатые тензодатчики 5- 500 тыс. фунтов. Баки, баки, весы Полностью из нержавеющей стали Не допускается перемещение груза
Датчики усилия кнопки и шайбы 0–50 тыс. фунтов 0–200 фунтов.тип. 1% Малые весы Маленький, недорогой Грузы должны располагаться по центру, перемещение груза не допускается
Прочие тензодатчики
Спиральный 0-40 тыс. фунтов. 0,2% Платформа, вилочный погрузчик, колесная нагрузка, вес автомобильного сиденья Выдерживает внеосевые нагрузки, перегрузки, удары
Оптоволокно 0.1% Кабели электропередачи, крепления на шпильках или болтах Невосприимчив к радиочастотным помехам/электромагнитным помехам и высоким температурам, искробезопасный
Пьезорезистивный 0,03% Чрезвычайно чувствительный, высокий уровень выходного сигнала Высокая стоимость, нелинейный выход
Чтобы узнать больше о типах тензодатчиков, обратитесь к этому техническому документу.Техническое обучение Техническое обучение Посмотреть эту страницу на другом языке или в другом регионе

Как работает тензодатчик нагрузки? Что такое тензодатчик?

Что такое тензодатчик , какие существуют типы датчиков силы и как они работают при измерении силы? Познакомьтесь с функциями и возможностями различных тензодатчиков, также известных как преобразователи силы, в этом подробном руководстве.


Датчик нагрузки , изготовленный в США компанией FUTEK Advanced Sensor Technology (FUTEK), ведущим производителем тензодатчиков, производящим широкий выбор датчиков силы с использованием одной из самых передовых технологий в сенсорной промышленности: тензодатчик из металлической фольги Технология . Датчик силы определяется как преобразователь, который преобразует входную механическую нагрузку, вес, натяжение, сжатие или давление в электрический выходной сигнал (определение тензодатчика).Датчики силы также широко известны как датчик силы . Существует несколько типов тензодатчиков в зависимости от размера, геометрии и грузоподъемности.

 


Что такое тензодатчик, датчик силы или датчик силы?

По определению тензодатчик (или тензодатчик) представляет собой тип преобразователя, в частности, датчик силы. Он преобразует входную механическую силу , такую ​​как нагрузка , вес (также известные как датчики веса), напряжение , сжатие или давление (также известные как датчики давления для измерения давления — что такое датчик давления?) в другое физическое переменной, в данном случае в электрический выходной сигнал, который можно измерить, преобразовать и стандартизировать.По мере увеличения силы, прикладываемой к датчику силы, электрический сигнал изменяется пропорционально.

Датчики силы

стали важным элементом во многих отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, высокоточное производство, аэрокосмическая и оборонная промышленность, промышленная автоматизация, медицина и фармацевтика и робототехника, где первостепенное значение имеет надежное и высокоточное измерение нагрузки (например, медицинские датчики веса). Совсем недавно, благодаря достижениям в области коллаборативных роботов (коботов) и хирургической робототехники, появилось много новых приложений для измерения силы , таких как миниатюрные медицинские датчики для роботизированной хирургии.

Миниатюрный линейный тензодатчик LCM100

Тензодатчик LTh400 с торцевым отверстием — силовая шайба

 

 

Как работает тензодатчик?

Во-первых, нам нужно понять физику и материаловедение, лежащие в основе принципа работы тензодатчика , который представляет собой тензодатчик (иногда называемый тензодатчиком ).Тензорезистор из металлической фольги представляет собой материал, электрическое сопротивление которого зависит от приложенной силы. Другими словами, он преобразует (или преобразовывает) силу, давление, напряжение, сжатие, крутящий момент, вес и т. д. в изменение электрического сопротивления, которое затем можно измерить. Таким образом, тензодатчик из металлической фольги является строительным блоком принципа работы датчика силы. Измерение веса с помощью тензометрического моста также является одним из комментариев к применению этой технологии.

Тензорезисторы представляют собой электрические проводники, плотно прикрепленные к пленке в форме зигзага.Когда эту пленку тянут, она — и проводники — растягиваются и удлиняются. Когда его толкают, он сокращается и становится короче. Это изменение формы приводит к изменению сопротивления электрических проводников. Деформация, приложенная к тензодатчику, может быть определена на основе этого принципа, поскольку сопротивление тензорезистора увеличивается с приложенной деформацией и уменьшается с усадкой.

Рис. 1: Тензодатчик из металлической фольги. Источник: ScienceDirect

 

Конструктивно датчик силы (или преобразователь ) выполнен из металлического корпуса (также называемого изгибом), к которому прикреплены фольга тензодатчиков .Корпус датчика обычно изготавливается из алюминия или нержавеющей стали, что придает датчику две важные характеристики: (1) обеспечивает прочность, позволяющую выдерживать высокие нагрузки, и (2) обладает эластичностью, позволяющей минимально деформироваться и возвращаться к исходной форме при воздействии силы. удаленный.

При приложении усилия ( растяжение или сжатие ) металлический корпус действует как «пружина» и слегка деформируется, и если его не перегрузить, он возвращается к своей первоначальной форме. По мере деформации изгиба тензодатчик также меняет свою форму и, следовательно, свое электрическое сопротивление, что создает изменение дифференциального напряжения через мостовую схему Уитстона .Таким образом, изменение напряжения пропорционально физической силе, приложенной к изгибу.

Рис. 2: Деформация тензорезистора при растяжении и сжатии.

 

 

Эти тензометрические датчики объединены в так называемую мостовую схему Уитстона (см. анимированную схему цепи тензодатчика). Это означает, что четыре тензорезистора соединены между собой в виде петлевой цепи, и соответственно совмещена измерительная сетка измеряемой силы.

Модуль усилителя тензодатчика (или преобразователи сигнала тензодатчика) подает регулируемое напряжение возбуждения на мостовой усилитель Уитстона тензодатчика и преобразует выходной сигнал мВ/В в другую форму сигнала, более полезную для пользователя.Сигнал, генерируемый тензометрическим мостом, имеет низкую мощность и может не работать с другими компонентами системы, такими как ПЛК, модули сбора данных (DAQ), регистратор данных с тензодатчиками, компьютеры или микропроцессоры. Таким образом, функции тензометрического усилителя включают в себя напряжение возбуждения, фильтрацию или ослабление шума, усиление сигнала и преобразование выходного сигнала (т. е. АЦП датчика нагрузки).

Кроме того, изменение выходного напряжения тензометрического усилителя откалибровано так, чтобы оно было линейно пропорциональным ньютоновской силе, приложенной к изгибу.

Рис. 3: Тензодатчик нагрузки – Полномостовая схема Уитстона.

Важной концепцией датчиков силы является чувствительность и точность тензодатчика. Точность датчика силы можно определить как наименьшее усилие, которое можно приложить к корпусу датчика, необходимое для того, чтобы вызвать линейное и повторяемое изменение выходного напряжения. Чем выше точность тензодатчика датчика силы, тем лучше, поскольку он может постоянно фиксировать очень ощутимые изменения силы. В таких приложениях, как высокоточная фабричная автоматизация, хирургическая робототехника, аэрокосмическая промышленность, линейность тензодатчиков имеет первостепенное значение для обеспечения точного измерения силы в ПЛК или системе сбора данных.Некоторые из наших универсальных блинчатых тензодатчиков имеют нелинейность ±0,1% (от номинального выхода) и неповторяемость ±0,05% обратного осмоса.

 

 

Каковы преимущества тензодатчиков на основе тензодатчиков? Тензодатчики

из металлической фольги (не датчики на тросах) являются наиболее распространенной технологией, учитывая их высокую точность, долговременную надежность, разнообразие форм и геометрии датчиков, а также экономическую эффективность по сравнению с другими технологиями измерения силы.Кроме того, тензометрические датчики силы меньше подвержены влиянию колебаний температуры.

  • Высочайшая точность, которая может соответствовать многим стандартам от хирургической робототехники до аэрокосмической отрасли;
  • Прочная конструкция из высокопрочной нержавеющей стали или алюминия;
  • Поддерживайте высокую производительность в течение максимально возможного срока службы даже в самых суровых условиях. Некоторые конструкции тензодатчиков могут выдерживать миллиарды полностью обратных циклов (срок службы).
  • Множество геометрий и индивидуальных форм, а также варианты монтажа для ЛЮБОЙ шкалы В ЛЮБОМ месте.
  • Полная гамма на выбор емкостью от 10 граммов до 100 000 фунтов.

 

Какие существуют типы тензодатчиков?

Хотя существует несколько технологий измерения силы, мы сосредоточимся на наиболее распространенном типе тензодатчика: тензодатчике с металлической фольгой. Среди типов датчиков силы существует множество форм и геометрий корпуса, каждая из которых предназначена для определенных областей применения. Познакомьтесь с ними, если вы хотите купить тензодатчик:

  • Встраиваемый тензодатчик – Чаще всего используется в качестве встроенного датчика силы с наружной резьбой.Этот тип преобразователя силы нагрузки может использоваться как для толкающих, так и для тянущих сил (также известный как двухтактный тензодатчик). Встраиваемые датчики обеспечивают высокую точность и высокую жесткость при минимальном необходимом монтажном зазоре. Они отлично подходят для измерения выносливости, давления в приложениях для измерения силы и датчика измерения силы для тренажерного зала. Также предлагается в миниатюрных версиях в виде микротензодатчика (он же микродатчик силы, миниатюрный тензодатчик, миниатюрный датчик силы или миллиграммовый тензодатчик).
  • Тензодатчик колонны  – FUTEK предлагает широкий ассортимент канистровых тензодатчиков (также известных как тензодатчики колонны), предназначенных для высокопроизводительных применений сжатия, таких как испытание силы зажима станков с ЧПУ.Эти модели имеют прочную конструкцию и грузоподъемность от 2 000 до 30 000 фунтов. Компания FUTEK также разработала серию миниатюрных контейнеров для тензодатчиков для применений, где размер является критическим фактором.
  • Кнопка нагрузки — эти датчики силы имеют одну плоскую выступающую поверхность (также известную как кнопка), на которую прикладывается сжимающая сила. Что впечатляет в кнопках нагрузки, так это их низкопрофильная конструкция тензодатчика. Какими бы маленькими датчиками нагрузки они ни были, они известны своей надежностью и используются в приложениях, связанных с усталостью.Для некоторых приложений требуются миниатюрные режимы, такие как сверхминиатюрная кнопка нагрузки датчика веса LLB130. Измерение нагрузки на подшипник качения — это приложение, в котором используются кнопки нагрузки.
  • Тензодатчик с S-образной балкой . С другими названиями, включая Z-образный датчик, тензодатчик типа S, тензодатчик с S-образной балкой представляет собой тензодатчик на растяжение и сжатие с внутренней резьбой для монтажа. Обладая высокой точностью, тонкостенным тензодатчиком и компактным профилем, этот тип датчика силы отлично подходит для встроенной обработки и автоматизированных приложений с обратной связью.Тензодатчики S Beam также можно использовать в качестве бесконтактного датчика расхода при измерении расхода жидкости.
  • Тензодатчик сквозного отверстия . Также известный как кольцевой тензодатчик или тензодатчик шайбы, тензодатчик сквозного отверстия традиционно имеет гладкий внутренний диаметр без резьбы и используется для измерения сжимающих нагрузок, требующих прохождения стержня через его центр. Одним из основных применений этого типа датчика является измерение нагрузки болта.
  • Блинчатые тензодатчики — Блинчатые тензодатчики или универсальные тензодатчики имеют центральное отверстие с резьбой для измерения нагрузок при растяжении или сжатии.Эти преобразователи силы используются в приложениях, требующих высокой износостойкости, высокой усталостной долговечности или высокопроизводительных встроенных измерений, таких как испытание силы материала, тензодатчик для систем взвешивания резервуаров или крановые тензодатчики. Они также обладают высокой устойчивостью к внеосевым нагрузкам и также доступны в виде низкопрофильных блинчатых тензодатчиков.
  • Весоизмерительная ячейка со штоком . Этот тип датчика нагрузки, также известный как динамометрический датчик, имеет одну наружную и одну внутреннюю резьбу для монтажа.Сочетание наружной и внутренней резьбы хорошо подходит для приложений, где необходимо адаптировать датчик силы к существующему приспособлению.
  • Тензодатчик для изгиба балки  — Имеет тонкий дизайн, что делает его идеальным для OEM-приложений. Тензодатчики для изгибных балок, используемые при сжатии, могут использоваться для измерения силы, поверхностного давления и смещения для OEM-приложений. Благодаря своим миниатюрным размерам консольный тензодатчик является отличным выбором для работы в стесненных условиях.
  • Одноточечный тензодатчик — Боковой тензодатчик с одноточечной конструкцией, специально предназначенный для OEM-приложений, требующих высокой точности или крупносерийного производства.Эти датчики силы на основе тензометрических датчиков, также известные как тензодатчики с поперечной балкой, измеряют растяжение и сжатие, а также известны как компактные параллелограммные датчики или одноточечные тензодатчики. Тензодатчики с боковым креплением, такие как датчики серии LSM, являются рекомендуемым OEM-решением для измерения веса и датчиками, используемыми на заводах по розливу бутылок.

Также доступны другие уникальные конструкции, такие как тензодатчики со штифтами нагрузки (также известные как стержни тензодатчиков), тензодатчики ремней безопасности и другие.

 

Миниатюрная кнопка загрузки LLB130

Миниатюрный тензодатчик LCA305

 

 

Как выбрать тензодатчик для вашего приложения?

Мы понимаем, что выбор правильного преобразователя нагрузки является непростой задачей, поскольку не существует реального отраслевого стандарта того, как выбирать датчики веса для продажи.Вы также можете столкнуться с некоторыми проблемами, в том числе с поиском совместимого тензометрического усилителя, преобразователя сигнала тензометра или необходимостью изготовления специального продукта, который увеличит время доставки продукта.

Чтобы помочь вам выбрать датчик силы, FUTEK разработал простое руководство из 5 шагов. Вот проблеск, чтобы помочь вам сузить свой выбор. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим полным руководством «Важные аспекты выбора тензодатчика».

  • Шаг 1: Изучите свое приложение и то, что вы измеряете .Датчики нагрузки отличаются от промышленных датчиков давления (также известных как датчики давления) или датчиков крутящего момента и предназначены для измерения растягивающих и сжимающих нагрузок.
  • Шаг 2 : Определите характеристики монтажа датчика и его сборки. У вас есть статическая нагрузка или это динамический тип? Определите тип монтажа. Как вы будете монтировать этот датчик силы?

 


Встроенные схемы

Схемы бокового монтажа

 

  • Шаг 3 : Определите минимальные и максимальные требования к емкости. Обязательно выберите грузоподъемность, превышающую максимальную рабочую нагрузку, и определите все внешние нагрузки (боковые или нецентральные нагрузки) и моменты перед выбором грузоподъемности. В некоторых случаях вам потребуется многоосевой тензодатчик, например 6-осевой датчик. Одним из типичных применений многоосевых тензодатчиков в аэрокосмической отрасли является стенд для испытаний тяги ракетных двигателей, необходимый для определения характеристик кривых тяги ракетных двигателей и Isp в условиях статических испытаний.
  • Шаг 4: Определите свой размер и геометрию требования (ширина, вес, высота, длина и т. д.) и требования к механическим характеристикам (выход, нелинейность, гистерезис, ползучесть, сопротивление перемычки, разрешение, частотная характеристика и т. д.) Другие характеристики, которые следует учитывать, включают водонепроницаемый датчик силы (погружной тензодатчик), криогенные, высокотемпературные, множественные или резервные мосты и TEDS IEEE1451.4.
  • Шаг 5: Определите тип вывода, который требуется вашему приложению.  Выходной сигнал схемы датчика силы выражается в мВ/В (милливольт на вольт). Следовательно, если для вашего ПЛК, прибора или устройства сбора данных требуется аналоговый выход (например, тензодатчик 4–20 мА), цифровой выход или последовательная связь (например, выход цифрового тензодатчика или USB-датчик нагрузки), вам обязательно понадобится усилитель тензодатчика.В некоторых приложениях требуется цифровой индикатор тензодатчика или портативный дисплей для локального считывания тензодатчика. Убедитесь, что выбран правильный усилитель, а также откалибрована вся измерительная система (преобразователь нагрузки + формирователь сигнала). Это готовое решение обеспечивает большую совместимость и точность всей системы измерения силы.

 В сочетании с тросовым датчиком (также известным как струнный потенциометр) тензодатчики становятся основой современной автоматизации производства.

FUTEK имеет специальные типы универсального модуля формирователя сигналов, который поддерживает широкий спектр входных сигналов датчиков, таких как входы ± 10 В постоянного тока, 0–20 мА, ± 400 мВ / В и импульсы TTL-энкодера.Универсальный USB-модуль формирователя сигналов USB520 может работать в паре с датчиками различных типов и устраняет необходимость во внешнем источнике питания для датчиков и оборудования отображения. Питание модуля осуществляется от ПК через USB-кабель, обеспечивающий напряжение возбуждения 5-24 В постоянного тока на датчик и одновременно 5 В постоянного тока на энкодеры.

Для получения более подробной информации о нашем 5-этапном руководстве, пожалуйста, посетите наш раздел «Как выбрать весоизмерительную ячейку».

Что такое цифровой тензодатчик? Как это работает?

Что такое цифровой тензодатчик и как он работает?


Цифровые тензодатчики  , изготовленные в США компанией FUTEK Advanced Sensor Technology (FUTEK), ведущим производителем, выпускающим огромный выбор датчиков силы с использованием одной из самых передовых технологий в сенсорной промышленности: металлическая фольга тензодатчик технология.Тензодатчик   определяется как преобразователь, который преобразует входную механическую нагрузку, вес, растяжение, сжатие или давление в электрический выходной сигнал (определение тензодатчика). Датчики силы также широко известны как датчик силы . Существует несколько типов тензодатчиков в зависимости от размера, геометрии и грузоподъемности.


Что такое тензодатчик с цифровым датчиком нагрузки?

По определению тензодатчик (или тензодатчик) представляет собой тип преобразователя, в частности преобразователь силы .Он преобразует входную механическую силу , такую ​​как нагрузка , вес , растяжение , сжатие или давление , в другую физическую переменную, в данном случае, в электрический выходной сигнал, который можно измерить, преобразовать и стандартизировать. По мере увеличения силы, прикладываемой к датчику силы, электрический сигнал изменяется пропорционально.

Датчики силы

стали важным элементом во многих отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, высокоточное производство, аэрокосмическая и оборонная промышленность, промышленная автоматизация, медицина и фармацевтика и робототехника, где первостепенное значение имеет надежное и высокоточное измерение силы.Совсем недавно, с развитием коллаборативных роботов (коботов) и хирургической робототехники, появилось множество новых приложений для измерения силы .

 

Посетите наш магазин тензодатчиков прямо сейчас и поговорите с нашими специалистами!

 

Как работает схема цифрового тензодатчика?

Во-первых, нам необходимо понять физику и материаловедение, лежащие в основе принципа работы тензодатчика тензодатчика , который представляет собой тензодатчик (иногда называемый тензодатчиком ).Тензорезистор из металлической фольги представляет собой датчик, электрическое сопротивление которого изменяется в зависимости от приложенной силы. Другими словами, он преобразует (или преобразует) силу, давление (то есть датчик давления), напряжение, сжатие, крутящий момент, вес и т. д. в изменение электрического сопротивления, которое затем можно измерить.

Тензорезисторы представляют собой электрические проводники, плотно прикрепленные к пленке в форме зигзага. Когда эту пленку тянут, она — и проводники — растягиваются и удлиняются. Когда его толкают, он сокращается и становится короче.Это изменение формы приводит к изменению сопротивления электрических проводников. Деформация, приложенная к тензодатчику, может быть определена на основе этого принципа, поскольку сопротивление тензорезистора увеличивается с приложенной деформацией и уменьшается с усадкой. Эта же концепция также используется в датчиках веса.

Рис. 1: Тензодатчик из металлической фольги. Источник: ScienceDirect

 

Конструктивно тензодатчик  состоит из металлического корпуса (также называемого изгибом), к которому прикреплены тензодатчики из фольги .Корпус датчика обычно изготавливается из алюминия или нержавеющей стали, что придает датчику две важные характеристики: (1) обеспечивает прочность, позволяющую выдерживать высокие нагрузки, и (2) обладает эластичностью, позволяющей минимально деформироваться и возвращаться к исходной форме при воздействии силы. удаленный.

При приложении усилия ( растяжение или сжатие ) металлический корпус действует как «пружина» и слегка деформируется, и если его не перегрузить, он возвращается к своей первоначальной форме. По мере деформации изгиба тензодатчик также меняет свою форму и, следовательно, свое электрическое сопротивление, что создает изменение дифференциального напряжения через мостовую схему Уитстона .Таким образом, изменение напряжения пропорционально физической силе, приложенной к изгибу, которую можно рассчитать по выходному напряжению схемы тензодатчика.

Рис. 2: Деформация тензорезистора при растяжении и сжатии.

 

 

Посетите наш магазин тензодатчиков и поговорите с нашими специалистами по продажам. Доступно более 600 типов тензодатчиков!

 

Эти тензометрические датчики расположены в так называемой цепи усилителя моста Уитстона (также известной как схема усилителя тензодатчика).Это означает, что четыре тензорезистора соединены между собой в виде петлевой цепи, и соответственно совмещена измерительная сетка измеряемой силы.

Усилители тензометрического моста (или формирователи сигналов датчиков нагрузки) подают регулируемое напряжение возбуждения в схему усилителя датчика нагрузки и преобразуют выходной сигнал мВ/В в другую форму сигнала, более полезную для пользователя, например аналоговый выход тензодатчика 4-20 мА или цифровой USB-выход тензодатчика.Сигнал, генерируемый тензорезисторным мостом, имеет низкую мощность и может не работать с другими компонентами системы, такими как ПЛК, модули сбора данных (DAQ), компьютеры или микропроцессоры. Для некоторых приложений может потребоваться локальное считывание сигнала, также известное как индикатор тензодатчика. Таким образом, функции формирователя сигнала датчика силы включают в себя напряжение возбуждения, фильтрацию или ослабление шума, усиление сигнала и преобразование выходного сигнала.

Кроме того, изменение выходного напряжения усилителя откалибровано так, чтобы оно было линейно пропорциональным ньютоновской силе, приложенной к изгибу, которая может быть рассчитана с помощью уравнения для напряжения цепи тензодатчика .

Рис. 3: Схема цепи тензодатчика – Полномостовая схема Уитстона.

  

 Загляните в наш магазин тензодатчиков. Доступно более 600 типов тензодатчиков!

 

Разница между аналоговыми и цифровыми тензодатчиками

 Как показано на приведенной выше диаграмме, в тензодатчиках на основе тензометрических датчиков выходной сигнал находится на уровне мВ/В и зависит от таких факторов, как напряжение возбуждения, количество сопротивлений тензометрических датчиков на каждом плече и результирующее сопротивление моста.Основное различие между аналоговым и цифровым тензодатчиком заключается в том, как обрабатывается выходной сигнал моста Уитстона. Обычно выходной сигнал тензометрического моста начинается с аналоговых электрических напряжений в милливольтах на вольт (мВ/В), что представляет собой аналоговый сигнал очень низкого уровня. Затем этот низкоуровневый аналоговый сигнал может быть интегрирован либо в аналоговый, либо в цифровой усилитель тензодатчика.

Цифровой конфигурируемый усилитель IDA100 с USB-выходом представляет собой преобразователь сигналов, предлагающий пользователям уникальную возможность иметь как усиленный аналоговый, так и цифровой выход, подходящий для приложений с цифровыми тензодатчиками.Функции двойного выхода цифрового АЦП датчика веса IDA100 питаются исключительно от выхода 5 В от USB. Это устройство также имеет программно выбираемый аналоговый выход ±5 В и ±10 В с низким уровнем шума 12 мВпик-пик (милливольт от пика до пика) и полосой пропускания 1 кГц.

Другим примером усилителя с цифровым тензодатчиком является цифровой контроллер IDC305 с SPI, USB и аналоговым выходом. Особенности цифрового выхода SPI IDC305:

  • 5-проводной SPI 32-битный цифровой выход
  • , разрешение до 19 бит без шума при 5 SPS;
  • +/-2.Аналоговый выход 5 В постоянного тока, а также выход UART;
  • Сверхнизкое энергопотребление — 0,159 Вт или 159 мВт (с выключенными светодиодами)

 

Цифровой маломощный трехканальный выход SPI QIA125 представляет собой многоканальный усилитель датчика веса, подходящий для трехосных датчиков веса (3 оси), с низкими требованиями к энергопотреблению и цифровым выходом (выход SPI).

Цифровой маломощный/высокоскоростной полномостовой встроенный контроллер QIA123 с SPI и аналоговым выходом является еще одним примером цифрового усилителя с тензодатчиком.Его основные характеристики цифрового выхода:  

  • Отбор проб: 10–9600 SPS
  • SPI-выход:
    • Напряжение: 3,3 В постоянного тока
    • Тактовая частота: 3–8 МГц
    • Размер слова: 16 бит
    • — Сохраненная калибровка: 5 точек в каждом направлении
  • UART Напряжение: 3,3 В постоянного тока

Что такое тензодатчик? | Как работает тензодатчик?

Тензодатчики используются для измерения веса. Они являются неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. «В вашем автомобиле или на прилавке с сыром в супермаркете — мы повсюду сталкиваемся с весоизмерительными датчиками», — говорит менеджер по продукции HBM Штефан Шмидт.Конечно, их обычно не узнаешь сразу, потому что они спрятаны во внутренней работе инструментов.

Тензодатчики обычно состоят из пружинного элемента, на который надеты тензометрические датчики. Пружинный элемент обычно изготавливается из стали или алюминия. Это означает, что он очень прочный, но при этом минимально эластичный. Как следует из названия «пружинный элемент», сталь слегка деформируется под нагрузкой, но затем возвращается в исходное положение, упруго реагируя на каждую нагрузку.Эти чрезвычайно небольшие изменения могут быть получены с помощью тензодатчиков. Затем, наконец, электроника анализа интерпретирует деформацию тензорезистора для определения веса.

Чтобы понять этот последний пункт, давайте рассмотрим тензорезисторы более подробно: они представляют собой электрические проводники, прочно прикрепленные к пленке в виде извилистых узоров. Когда эту пленку натягивают, она и проводники становятся длиннее. Когда он сокращается, он становится короче. Это вызывает изменение сопротивления электрических проводников.На этой основе можно определить деформацию, так как сопротивление увеличивается при деформации и уменьшается при сжатии.

Тензорезисторы прочно прикреплены к пружинному элементу и поэтому подвергаются тем же движениям, что и он. Эти тензорезисторы расположены по так называемой мостовой схеме или, точнее, по мостовой схеме Уитстона (см. схему). Это означает, что четыре СГ соединены «в кольцо» и соответствующим образом выровнена измерительная сетка измеряемой силы.

Если объект помещается на тензодатчик или подвешивается к нему, можно определить вес объекта.Предполагаемая нагрузка для тензодатчика всегда направлена ​​в направлении центра земли, другими словами, в направлении силы тяжести. Должна быть получена только эта составляющая силы нагрузки. Это не относится к датчикам силы, которые похожи по конструкции и также часто обозначаются как «тензодатчики»: они обычно предназначены для регистрации нагрузок, возникающих во всех направлениях. Направление силы земного притяжения не имеет отношения к тому, как они установлены.

Тензодатчики и как они работают

 

Тензодатчик представляет собой датчик силы (датчик силы).Он преобразует силу, воздействующую на тензодатчик, например растяжение, сжатие или давление, в электрический сигнал. Сила сигнала прямо пропорциональна приложенной силе.

Тензометрические датчики веса  являются наиболее часто используемым типом датчиков веса в промышленности. Корпус (или «пружинный элемент») промышленного тензодатчика состоит из минимально гибкого металла, на котором закреплены тензорезисторы. При приложении силы пружинный элемент слегка деформируется, но достаточно эластичен, чтобы вернуться к своей первоначальной форме.

По мере изменения формы пружинного элемента меняется и форма прикрепленных к нему тензорезисторов, что приводит к увеличению или уменьшению их электрического сопротивления. Когда ток проходит через тензометрические датчики, это изменение сопротивления будет отражаться в измеренном выходном напряжении. Поскольку это изменение выхода пропорционально приложенному весу, вес объекта можно определить по изменению напряжения.

Чтобы пружинный элемент отклонялся без остаточной деформации, величина отклонения должна быть минимальной.Расчеты, основанные на крошечном изменении сопротивления одного тензометрического датчика, не очень точны и могут быть ошибочными. Чтобы компенсировать это и обеспечить очень высокую степень точности тензодатчика, используются несколько тензодатчиков. В конфигурации моста Уитстона (уравновешенной при отсутствии нагрузки) общее изменение сопротивления на всех 4 тензодатчиках можно определить с помощью закона Ома и приведенного ниже уравнения.

В О =   Р 3  –  Р 2    × В ЕХ
3 + Р 4 ) 1 + Р 2 )

 

 

Для получения более подробной информации о тензодатчиках:

Основы тензодатчиков и тензодатчиков   Терминология тензодатчиков  Типы тензодатчиков и их применение

  Знакомство с техническими характеристиками тензодатчиков Основы системы  Точность тензодатчиков 

Проверка и поиск и устранение неисправностей тензодатчика

 

 

Выбор тензодатчика по типу

Тензодатчики балки

Эти тензодатчики можно найти в весах для взвешивания сосудов/цистерн и напольных весах.Существует 3 основных типа: изогнутая балка, односторонняя поперечная балка и двусторонняя поперечная балка. Односторонняя модель устанавливается на одном конце, а сила прикладывается к противоположному концу. Двусторонняя ячейка установлена ​​на обоих концах, и сила приложена к середине ячейки нагрузки. Тензодатчики для изгибных балок экономичны и идеально подходят для приложений с низкой производительностью. Тензодатчики с поперечной балкой лучше всего подходят для взвешивания средней и высокой грузоподъемности. Двухсторонние тензодатчики со сдвиговой балкой предназначены для более высоких нагрузок.

Одноточечный (бинокль)

Эти тензодатчики сжатия представляют собой тензодатчик меньшей грузоподъемности. Они идеально подходят для гастрономических и настольных весов, а также для контрольного взвешивания, поскольку представляют собой тензодатчики с компенсацией момента. Корпус ячейки изменен, а датчики расположены таким образом, чтобы они позволяли размещать груз в любом месте на платформе весов и возвращали точное значение.

 
Блин (типа сдвига)

Эти тензодатчики часто используются в производственной среде, например, при производстве автомобилей.Они используются для измерения долговечности и пределов отказов продукта при разрушающих испытаниях. Они также идеально подходят для проверки измерения усилия в прессах. Эти ячейки могут быть зажаты между двумя компонентами для сжатия или использованы для растяжения через резьбовые отверстия.

 
Канистра (колонка)

Канистровый тензодатчик является самой ранней конструкцией тензодатчика. Эта конфигурация лучше всего подходит для более высоких мощностей. Они хорошо работают в тяжелых условиях, таких как автомобильные весы и железнодорожные весы.Канистровые тензодатчики доступны только для сжатия или для растяжения/сжатия. Как и в случае датчиков силы сдвига, некоторые из них имеют резьбу для тяговых приложений.

S-тип

Эти тензодатчики обычно используются в подвесных весах или устройствах для взвешивания подвесных сосудов и могут использоваться как при растяжении, так и при сжатии. Их можно подвешивать к скобам и натягивать на растяжение или устанавливать между двумя предметами с помощью верхней и нижней резьбы и сжимать.

 

 

Звено натяжения

Эти универсальные преобразователи силы (тензодатчики) предназначены для измерения линейных сил натяжения.Тензодатчики с натяжными звеньями, доступные в широком диапазоне мощностей, также могут быть адаптированы для работы в очень тяжелых условиях. Эти ячейки часто используются для швартовных и подводных испытаний, крановых весов и измерения силы буксировки/тяги.

Нагрузочный штифт

Нагрузочные штифты заменяют штифт или ось, на которые действует сила. Дизайн и структура этих ячеек легко настраиваются и могут использоваться с очень высокой производительностью.

 

 

Сквозные тензодатчики

Эти тензодатчики хорошо подходят для испытаний якорей и креплений, а также для испытаний при швартовке лодок.Это

Чрезвычайно универсальный тензодатчик

используется при растяжении и сжатии. Его можно установить между двумя частями для измерения сжатия или потянуть в противоположных направлениях, как звено в цепи для измерения натяжения. Их также можно навинтить на деталь, например на болтовой механизм, для измерения усилия.

 

Выберите тензодатчик по грузоподъемности

Дара Трент, директор по техническому содержанию

Работая в Load Cell Central с 2017 года, Дара работает напрямую с нашими инженерами и техническими специалистами, создавая точный и актуальный контент для обслуживания и информирования наших клиентов.Помимо написания контента, она также занимается графическим дизайном и интернет-маркетингом.

Тензодатчики

: типы, принципы работы, области применения и преимущества

Геотехнические приборы и мониторинг — обширная область, включающая в себя несколько датчиков, помогающих в мониторинге состояния конструкций, мониторинге оползней, мониторинге земляных работ и т. д.

Тензодатчики

являются одним из таких инструментов, которые обычно используются для измерения веса. Они могут измерять предметы от маленьких иголок до больших сверлильных станков.Вы можете найти тензодатчики повсюду, даже в ближайших продуктовых магазинах, чтобы взвешивать свои товары, хотя они находятся внутри инструментов.

Весоизмерительные ячейки

доступны в различных формах, типах и размерах. Если вам интересно, что такое тензодатчик и как он работает, продолжайте читать, чтобы быть в курсе.

Давайте поговорим о них подробнее, а также об их типах, принципе работы, преимуществах и многом другом.

Что такое тензодатчик?

Весоизмерительная ячейка — это преобразователь, который преобразует механическую силу в читаемые электрические единицы, подобно нашим обычным весам.Их основная цель – взвесить или проверить количество переносимого груза.

Тензодатчики всегда приклеиваются вместе с эластичным материалом, известным как тензометрические датчики.

Чтобы разобраться в них, необходимо знать о тензодатчиках, их типах, принципе работы, а также областях применения.

| Подробнее : Тензодатчик: принцип, типы, особенности и применение |

Для чего используется тензодатчик?

Тип инструментов, используемых в геотехнической области, зависит от объема работ.Тензодатчики можно использовать на начальном этапе, т. е. во время исследований и разработок, или даже на более позднем этапе при мониторинге конструкции.

Геотехнические инструменты используются как до, так и после строительства для обеспечения безопасности сооружений, плотин, туннелей, мостов и т. д. Надлежащий геотехнический мониторинг обеспечивает долгосрочную безопасность этих сооружений.

Датчики нагрузки

находят свое применение в геотехнической сфере и обычно используются для контроля:

  • Фундаменты глубокого заложения: земляные связи в виде распорок, сваи-солдаты; подхваты или якоря; подпорные стены
  • Туннели и шахты: стальная облицовочная плита, монолитный бетон, сегментированный сборный железобетон, набрызг-бетон
  • Плотины: бетонные плотины, подземная электростанция
  • Сваи: Испытание сваи под нагрузкой

Стойки

Рисунок 1: Датчик нагрузки на сжатие между стойками на строящейся станции метро

Двутавровые стойки обычно устанавливаются в каркасах подземных станций метро.Твердые тензодатчики широко используются для измерения нагрузки, передаваемой на стойки. Тензодатчики устанавливаются между стойками.

Анкеры, анкеры, грунтовые анкеры

Весоизмерительные датчики для анкерных анкеров предназначены для испытания и измерения нагрузок в анкерных анкерах, анкерных болтах и ​​грунтовых анкерах. Испытание под нагрузкой проводится приложением нагрузки к анкерному анкеру с помощью линейного гидравлического домкрата.
Тензодатчик размещается между подпорной стенкой и гидравлическим домкратом.Как только гидравлический домкрат открывается, нагрузка, передаваемая на стяжку, измеряется тензодатчиком.

Подпорная стенка

Существуют различные типы подпорных стенок, а именно. шпунтовые, анкерные подпорные стены, буронабивные подпорные стены, консольные. В этих стенах устанавливаются тензодатчики, чтобы следить за изменениями за ней и одновременно изучать эффективность различных видов удерживающих систем.

Тензодатчики заранее измеряют и показывают чрезмерную нагрузку.

Диафрагма или шпунтовая стена

Рис. 2: Анкерный тензодатчик в диафрагме на строящейся станции метро

Для измерения устойчивости диафрагмы или шпунтовой стены тензодатчики устанавливаются в анкерные системы с оттяжками. Однако положение тензодатчика соответствует установленным распоркам.

Крепость в подземных полостях / Устойчивость откосов в оползневых зонах

За подземными полостями необходимо внимательно следить, поскольку они находятся под постоянной угрозой обрушения кровли или обрушения боковых стен.

Обвалы склонов и оползни были серьезной проблемой для геологов, поскольку они являются наиболее распространенной формой стихийного бедствия. Следовательно, предварительно напряженные анкеры с цементным раствором используются для обеспечения активной поддержки стен и крыш.

Весоизмерительные датчики

измеряют количество передаваемой нагрузки и вовремя предупреждают соответствующие органы, чтобы избежать крупных аварий.

Плотины
Рисунок 3: Якорный тензодатчик в полости плотины.

Оттяжные анкеры устанавливаются на верхней стороне бетонной плотины для преодоления моментов, вызванных очень сильным паводком.Тензодатчики установлены для контроля якоря за устойчивость плотины и раннего предупреждения.

Испытание сваи под нагрузкой
Рис. 4: Датчик нагрузки на сжатие, используемый при испытаниях свай

Перед возведением конструкции проводится испытание статической нагрузкой. Глубокие котлованы и фундаменты заполняют сваями для исследования их несущей способности.

Нагрузка прикладывается путем установки гидравлического домкрата на реактивные сваи и балку или непосредственно путем сжатия.

Каков принцип работы тензодатчика?

Если вы когда-нибудь задавались вопросом, как работают датчики веса, вот ваш ответ!.Принцип тензодатчика
предполагает использование многих конкретных геотехнических инструментов. Он не может работать без сопряжения с датчиками, одним из которых являются тензодатчики.

Тензорезисторы

представляют собой тонкие эластичные материалы из нержавеющей стали, которые крепятся внутри тензодатчиков с помощью запатентованных клеев. Тензорезистор имеет удельное сопротивление, прямо пропорциональное его длине и ширине.

Когда к тензодатчику прикладывается сила, он изгибается или растягивается, заставляя тензодатчик двигаться вместе с ним.А при изменении длины и поперечного сечения тензорезистора изменяется его удельное электрическое сопротивление, что приводит к изменению выходного напряжения.

Существует еще одна концепция, связанная с принципом работы тензодатчиков. Давайте посмотрим, как это сделать.

Что такое мост Уитстона?

Всякий раз, когда происходит изменение сопротивления тензорезистора, оно отображается как электрический выходной сигнал. Но задумывались ли вы когда-нибудь, как измеряется изменение сопротивления тензорезистора?

Весоизмерительная ячейка работает только тогда, когда тензодатчик имеет некоторое изменение сопротивления, и мы используем мост Уитстона для измерения этого изменения.

Цепь тензодатчика

Цепь тензодатчика

также известна как схема моста Уитстона.

Предположим, что тензодатчик имеет четыре внутренних тензодатчика, т. е. A, B, C и D, как показано на изображении выше.

Входное напряжение, подаваемое преобразователем сигналов или цифровым дисплеем, подключается к двум противоположным углам перемычки, то есть C и D, тогда как выходное напряжение измеряется путем присоединения резисторов A и B к сигнальной стороне цифрового дисплея.

Когда к тензодатчику не приложена нагрузка (Load=0), говорят, что цепь сбалансирована. Как только к нему будет приложена нагрузка, тензометрические резисторы заметят изменение его сопротивления, тем самым изменяя напряжение, протекающее через цепь.

Следовательно, изменится напряжение на А и В, что будет отображаться в виде веса на блоке считывания или на цифровом дисплее.

Выход моста Уитстона или тензодатчика представляет собой аналоговые данные, которые преобразуются в читаемые единицы с помощью интерпретатора.

Разница между тензодатчиком и тензодатчиком

Это распространенный вопрос, который мы получаем от многих людей. Поскольку оба этих сенсора тесно связаны друг с другом, люди иногда не могут найти разницу между ними. Наиболее очевидная разница заключается в том, что тензорезистор представляет собой один резистивный элемент, а тензодатчик представляет собой комбинацию из четырех тензодатчиков в схеме моста Уитстона, как указано выше.

С другой стороны, использование тензодатчика требует приложения напряжения к противоположным узлам, тогда как для использования тензометрического датчика необходимо установить от двух до четырех тензометрических датчиков, чтобы испытывать противоположные силы.

Типы тензодатчиков

Когда речь идет о многих типах весоизмерительных ячеек, многие из них предлагают различные области применения и принципы. Давайте посмотрим на различные типы тензодатчиков, их работу и технические характеристики.

Модель ELC-150S-H Высокопроизводительный датчик нагрузки на сжатие

Одним из первых типов тензодатчиков является тензодатчик Encardio-rite Model ELC-150S-H с высокой пропускной способностью, который широко используется для измерения сжимающей нагрузки при испытании свай.Для испытания свай при нагрузках более 12 500 кН можно использовать более одного тензодатчика.

Encardio-rite модель ELC-150S-H представляет собой прецизионный тензодатчик типа резистивного тензорезистора с высокой пропускной способностью, предназначенный для измерения больших сжимающих нагрузок или осевых усилий. Он специально разработан для применения в гражданском строительстве. Он доступен с грузоподъемностью от 5000 кН до 12500 кН.

Работа тензодатчика — модель ELC-150S-H

Если вам интересно, как работает тензодатчик, давайте посмотрим на него.

Тензодатчик сжатия состоит из столбчатого элемента из высокопрочной мартенситной нержавеющей стали. Датчик использует шестнадцать тензорезисторов на 350 Ом, соединенных в мост на 1400 Ом.

Чтобы свести к минимуму влияние неравномерной и внецентренной нагрузки, тензорезисторы расположены на равном расстоянии друг от друга по окружности.

Нагрузку, приложенную к ячейке, можно измерить с помощью любого стандартного цифрового считывающего устройства, пригодного для применения в тензорезисторах.Весоизмерительная ячейка обладает высокой устойчивостью к посторонним силам и защищена от пыли, влаги и неблагоприятных условий окружающей среды.

Площадь поперечного сечения элемента варьируется в тензодатчиках разной мощности, чтобы обеспечить приблизительно одинаковый выходной сигнал в милливольтах при изменении нагрузки от нуля до полной.

Технические характеристики модели ELC-150S-H
Диапазон (кН) 5000, 6000, 7500, 10000 и 12500
Номинальная мощность 1.5 мВ/В ± 10 %
Вместимость за пределами диапазона 120 % с максимальным усилием до 14000 кН
Температурный предел от -20° до 80°С
Кабель Четырехжильный экранированный длиной 5 м; указать
Точность калибровки ± 0,25 % полной шкалы
Нелинейность ± 1 % полной шкалы

Модель ELC-210S Датчик сопротивления сжатию Тип тензодатчика

Датчик нагрузки на сжатие с резистивным тензодатчиком модели ELC-210S от Encardio-rite представляет собой прецизионный датчик нагрузки для тяжелых условий эксплуатации.Он специально разработан для удовлетворения растущих потребностей в измерении нагрузки с высокой степенью точности и надежности.

Тензодатчик идеально подходит для измерения сжимающей нагрузки или усилий в распорках. Он доступен с грузоподъемностью от 1000 кН до 3500 кН.

Конструкция модели ELC-210S

Внутренняя конструкция тензодатчика столбчатая. Элемент тензодатчика изготовлен из мартенситной нержавеющей стали. Элемент закален, чтобы обеспечить лучшую линейность и гистерезис.Используемые тензорезисторы фольгированного типа крепятся к элементам с помощью специальных эпоксидных клеев, которые очень надежны.

Принцип работы модели ELC-210S

В работе тензодатчиков используется схема тензометрических датчиков.
Датчик, сваренный электронным лучом, использует прецизионные тензорезисторы из фольги, соединенные по простой мостовой схеме Уитстона. Выходной сигнал получается из-за дисбаланса в мостовой схеме, когда датчик измеряет нагрузку.

Обычно мостовая схема возбуждается напряжением 10 В постоянного тока, что дает выходной сигнал полной шкалы около 1.5 мВ/В. Нагрузку, приложенную к ячейке, можно измерить с помощью любого стандартного цифрового считывающего устройства, подходящего для применения в тензорезисторах.

Технические характеристики тензодатчика модели ELC-210S
Диапазон (кН) 1000, 1500, 2000, 3000, 3500
Номинальная мощность 1,5 мВ/В ± 10 %
Корпус IP 68, сварка электронным лучом в вакууме 1/1000 торр
Температурный предел от -20° до 80°С
Кабель Четырехжильный экранированный длиной 2 м; указать
Вместимость за пределами диапазона 120%
Точность калибровки ± 0.25 % полной шкалы
Нелинейность ± 1 % полной шкалы

Модель ELC-30S Тензодатчик типа Центральное отверстие/Анкерный болт Тензодатчик

Этот тип тензодатчика представляет собой тензодатчик Encardio-rite модели ELC-30S с резистивным тензометрическим датчиком с центральным отверстием, который широко используется для определения нагрузки в анкерных болтах, оттяжках, фундаментных анкерах, кабелях или распорках в зависимости от применения. Он также используется для измерения сжимающей нагрузки между элементами конструкции, т.е.е. тоннельные опоры или на стыке между балкой и вершиной свайной стойки.

Модель Encardio-rite ELC-30S представляет собой прецизионный резистивный тензодатчик с центральным цилиндрическим отверстием. Цилиндрический тензодатчик специально разработан для применения в гражданском строительстве и доступен с грузоподъемностью от 200 кН до 2000 кН.

Принцип работы модели ELC-30S

Тензодатчик с центральным отверстием содержит элемент из высокопрочной мартенситной нержавеющей стали.В нем используются восемь тензорезисторов на 350 Ом, соединенных в мост на 700 Ом. Чтобы свести к минимуму влияние неравномерной и эксцентричной нагрузки, восемь тензодатчиков установлены под углом 45° друг к другу в канавке в основании столбчатого элемента из нержавеющей стали.

Нагрузку, приложенную к ячейке, можно измерить с помощью любого стандартного цифрового считывающего устройства, пригодного для применения в тензорезисторах. Тензорезисторы установлены в канавке в основании столбчатого элемента из нержавеющей стали.

Мембрана из нержавеющей стали представляет собой электронный луч, приваренный к элементу, чтобы покрыть канавку, в результате чего внутри датчика создается вакуум около 1/1000 Торр.

Все это способствует тому, что датчик становится невосприимчивым к атмосферной коррозии и воздействию попадания воды. Площадь поперечного сечения столбчатого элемента и глубина канавки в нем варьируются в тензодатчиках с разной мощностью, чтобы обеспечить приблизительно одинаковый выходной сигнал мВ/В для различных нагрузок от нуля до полной.

Технические характеристики модели ELC-30S
Диапазон (кН)/внутренний диаметр (мм) 200/40, 500/52, 1000/78, 1000/105, 1500/85, 1500/130, 2000/105, 2000/155, указать
Вместимость за пределами диапазона 120%
Точность калибровки ± 0.25 % полной шкалы
Нелинейность ± 1 % полной шкалы
Температурный предел от -20° до 80°С
Кабельное соединение Шестиштырьковое уплотнение стекло-металл

Тензодатчик модели ELC-30S-H Датчик нагрузки с центральным отверстием/анкерным болтом

Тензодатчик используется для определения нагрузки в анкерных болтах, оттяжках, фундаментных анкерах, тросах или распорках в зависимости от применения. Модель Encardio-rite ELC-30SH также используется для измерения сжимающей нагрузки между структурными элементами, т.е.е. тоннельные опоры или на стыке между балкой и вершиной свайной стойки.

Модель Encardio-rite ELC-30S-H представляет собой прецизионный тензодатчик большой емкости с центральным цилиндрическим отверстием. Он специально разработан для применения в гражданском строительстве. Он доступен с грузоподъемностью от 3500 кН до 10000 кН.

Принцип работы модели ELC-30S-H

Тензодатчик с центральным отверстием состоит из цилиндра из высокопрочной мартенситной нержавеющей стали. Обычно в нем используются восемь тензодатчиков сопротивления на 350 Ом, соединенных проводами для формирования моста на 700 Ом для нагрузки 3500 кН и 5000 кН.Для мощностей выше 5000 кН шестнадцать тензорезисторов на 350 Ом используются для формирования моста на 1400 Ом.

Чтобы свести к минимуму влияние неравномерной и внецентренной нагрузки, тензорезисторы расположены на равном расстоянии друг от друга по окружности. Нагрузку, приложенную к ячейке, можно измерить с помощью любого стандартного цифрового считывающего устройства, подходящего для применения в тензорезисторах.

Площадь поперечного сечения элемента варьируется в тензодатчиках разной мощности, чтобы обеспечить приблизительно одинаковый выходной сигнал в милливольтах при изменении нагрузки от нуля до полной.


Технические характеристики тензодатчика модели ELC-30S-H
Диапазон (кН)/внутренний диаметр (мм) 3500/185, 5000/202, 7500/227, 10000/210, указать
Вместимость за пределами диапазона 120%
Нелинейность ± 1 % полной шкалы (доступно ± 0,5 % полной шкалы)
Выход 1,5 мВ/В ± 20 %
Возбуждение 10 В пост. тока (макс. 20 В пост. тока)
Температурный предел от -20° до 80°С
Кабельное соединение Четырехжильные экранированные длиной 5 м, указать

Модель ELC-31V Вибропровод Гидравлический датчик нагрузки с центральным отверстием и анкерным болтом

Encardio-rite Model ELC-31V представляет собой прецизионный тензодатчик с вибрирующим проводом и гидравлическим центральным отверстием, специально разработанный для применения в гражданском строительстве.Он заполнен жидкостью и изготовлен из нержавеющей стали. Он доступен с грузоподъемностью от 250 кН до 2000 кН.

Принцип работы модели ELC-31V

Датчик веса с вибрационной проволокой модели ELC-31V состоит из чувствительной нажимной прокладки, которая образована путем соединения двух очень жестких стальных дисков по их периферии. Пространство внутри клетки заполнено деаэрированной жидкостью. Когда к ячейке прикладывается нагрузка, давление на жидкость меняется.

Это изменение давления жидкости используется для записи изменения нагрузки, прикладываемой к ячейке.Нагрузка распределяется равномерно по площади загрузки ячейки с помощью толстой распределительной пластины. Пластины распределения нагрузки можно использовать как над, так и под датчиком тензодатчика, чтобы обеспечить равномерное распределение нагрузки на датчик.

Нижние пластины для распределения нагрузки не требуются, если в предлагаемую схему установки включена подходящая несущая пластина.

Давление в тензодатчике измеряется датчиком давления с вибрирующей проволокой. Датчик давления с вибрационной проволокой имеет конструкцию из нержавеющей стали и включает в себя новейшую технологию вибрационной проволоки для обеспечения электрических показаний.Предусмотрено уплотнение стекло-металл для легкого подключения кабеля.

Данные датчика давления с вибрирующей проволокой могут быть считаны регистратором данных считывания модели EDI-51V. Данные также могут быть удаленно считаны с помощью автоматической системы сбора данных модели ЭДАС-10.

Технические характеристики модели ELC-31V
Диапазон (кН)/внутренний диаметр (мм) 250/35, 500/52, 750/78, 1000/105, 2000/130, 2500/0
Перегрузка 110 % полной шкалы
Точность калибровки ± 1 % полной шкалы
Нелинейность ± 2 % полной шкалы от 10 % до полного диапазона
Температурный предел от -10° до 50°С
Температурный эффект ± 0.06% FS/o C
Термистор YSI 44005 или аналогичный

Весоизмерительная ячейка с центральным отверстием и анкерным болтом, модель ELC-32V

Encardio-rite Model ELC-32V представляет собой прецизионный тензодатчик с центральным цилиндрическим отверстием. Он специально разработан для применения в гражданском строительстве.

Предлагается с усилием от 250 кН до 3500 кН. Тензодатчики с более высокой пропускной способностью и датчики с внутренним диаметром, отличным от стандартного указанного диапазона, доступны по запросу.

Принцип работы модели ELC-32V

Тензодатчик с центральным отверстием представляет собой цилиндр из высокопрочной мартенситной нержавеющей стали. Обычно в нем используются три тензорезистора с вибрирующей проволокой, установленные под углом 120° друг к другу, чтобы свести к минимуму влияние неравномерной и эксцентричной нагрузки.

Нагрузка, приложенная к ячейке, измеряется отдельно тензорезисторами с вибрирующим проводом с использованием цифрового считывающего устройства Encardio-rite модели EDI-51V для тензодатчиков с вибрирующим проводом. Берется среднее из трех показаний.

В качестве альтернативы тензодатчик можно подключить к системе сбора данных Encardio-rite модели EDAS-10 для непрерывного мониторинга. При необходимости весоизмерительная ячейка может быть оснащена четырьмя или шестью тензорезисторами с вибрирующей проволокой.

Технические характеристики тензодатчика
модели ELC-32V
Диапазон (кН)/внутренний диаметр (мм) 250/27, 500/52, 1000/78, 1500/102, 2000/127, 2000/152, указать (сплошной тензодатчик доступен по запросу)
Перегрузка 150 %
Точность калибровки ± 0.25 % полной шкалы
Нелинейность ± 1 % полной шкалы
Температурный предел от -20° до 80°С
Термистор YSI 44005 или аналогичный
Кабель Шесть жил экранированных длиной 5 м; указать

Пневматический тензодатчик

Пневматические тензодатчики

сконструированы таким образом, что балансировочное давление регулируется ими автоматически. Работа пневматического тензодатчика основана на следующей концепции.
Когда давление воздуха подается на один конец диафрагмы, оно выходит через другой конец/сопло в нижней части. Манометр, прикрепленный к датчику тензодатчика, измеряет давление внутри датчика. Отклонение диафрагмы изменяет поток воздуха через сопло, а также давление внутри камеры или диафрагмы.

Пьезоэлектрический тензодатчик

Пьезоэлектрические тензодатчики работают по тому же принципу, что и тензометрические тензодатчики, но выходное напряжение генерируется пьезоэлектрическим материалом, который пропорционален деформации тензодатчика.

Пьезоэлектрические тензодатчики находят свое применение в областях динамического нагружения, где тензометрические тензодатчики часто выходят из строя при высоких циклах динамической нагрузки. Пьезоэлектрический эффект является динамическим, что означает, что электрический выход датчика представляет собой нестатическую импульсную функцию. Выходное напряжение полезно только тогда, когда приложенная сила или деформация меняются, и не измеряет статические значения.

Давайте рассмотрим преимущества и недостатки пьезоэлектрических тензодатчиков. Некоторые из плюсов заключаются в том, что они компактны по размеру и, следовательно, чрезвычайно просты в обращении.Они также имеют хорошую частотную характеристику и прочную конструкцию для тяжелых условий эксплуатации. С другой стороны, он имеет высокую температурную чувствительность и не подходит для статических условий.

Преимущества тензодатчика

  1. Тензодатчики имеют прочную и прочную конструкцию, а также исключительную надежность и долговременную стабильность
  2. Они специально разработаны для работы в суровых промышленных условиях.
  3. Тензодатчики
  4. имеют температурную компенсацию.
  5. Имеют стабильную систему без движущихся частей и звеньев.
  6. Некоторые из них имеют несколько встроенных тензорезисторов для уменьшения эффекта позиционирования.
  7. С тензодатчиками можно использовать любое стандартное тензометрическое мостовое измерительное устройство.
  8. Весоизмерительные датчики имеют незначительное влияние боковой и эксцентричной нагрузки

Применение тензодатчиков

Применение тензодатчиков включает:

  1. Для определения нагрузки в анкерных болтах, оттяжках, фундаментных анкерах, тросах или распорках.
  2. Контрольные испытания и долгосрочный мониторинг производительности различных видов анкерных систем.
  3. Измерение сжимающей нагрузки между конструктивными элементами, т. е. опорами туннеля, или на стыке между балкой и вершиной свайной стойки.
  4. Широко используется для корреляции данных, полученных от скважинных экстензометров.
  5. Для определения нагрузки при экспериментальных исследованиях, испытании свай и измерении напора горных пород.
  6. Измерение сжимающей нагрузки между элементами конструкции.
  7. Измерение сжимающей нагрузки и осевых усилий в стойках.
  8. Нагрузочные испытания свай.
  9. Определение конвергенции кровли подземных выработок.

Часто задаваемые вопросы

1. Насколько точны тензодатчики?

%RO (скорость выхода) всех весоизмерительных ячеек, которые есть у Encardio-Rite, указан в их спецификациях. Точность датчика тензодатчика определяется его %RO. Если тензодатчик весом 10 000 кг имеет погрешность ± 0.5% RO, это означает, что наилучшее разрешение тензодатчика будет ± 50 кг

2. Что такое чувствительность тензодатчика?

Весоизмерительная ячейка Чувствительность является очень важным фактором для прибора. Чувствительность 3 мВ/В означает, что тензодатчик выдает выходной сигнал 3 мВ при номинальном усилии, когда входное напряжение равно 1 В.

3. Что такое калибровка тензодатчика?

Со временем тензодатчики стареют и смещаются. Следовательно, необходимо регулярно калибровать их.Сравнение фактических выходных данных тензодатчика с испытательными нагрузками называется калибровкой.

4. В чем разница между тензодатчиком и тензодатчиком?

Тензодатчик представляет собой отдельный преобразователь, используемый для преобразования механической деформации в читаемый электрический выходной сигнал. Принимая во внимание, что тензодатчик состоит из набора тензодатчиков, которые преобразуют механическую нагрузку в считываемые единицы.

5. Что такое основная ось?

Ось, вдоль которой весоизмерительный датчик рассчитан на нагрузку, называется основной осью.

6. Что такое осевая нагрузка?

Это нагрузка, приложенная вдоль основной оси.

7. Что такое нелинейность?

Разница между выходной мощностью при определенной нагрузке и соответствующей точкой на прямой, проведенной между минимальной и максимальной нагрузками, называется нелинейностью. Обычно выражается в единицах %FS.

8. Что такое неповторяемость?

Максимальная разница между выходными показаниями при повторяющихся нагрузках при сохранении идентичных условий окружающей среды называется неповторяемостью.Это было все о тензодатчиках и их различных типах. Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь комментировать ниже.

тензодатчиков | Системы интеллектуальных тензодатчиков Plug & Play


Определение тензодатчика

Тензодатчик представляет собой преобразователь, который преобразует механическую силу или нагрузку в электрический выходной сигнал. Тензорезисторы из металлической фольги приклеиваются к изгибу или конструктивному элементу, который деформируется под действием веса или нагрузки. В большинстве случаев для получения максимальной чувствительности и температурной компенсации используются четыре тензорезистора из металлической фольги.Два тензодатчика обычно работают на растяжение, а два на сжатие, все четыре тензодатчика подключены по схеме моста Уитстона с компенсационными регулировками, которые корректируют температурные погрешности.

Варианты тензодатчиков

Как правильно выбрать тензодатчик и совместимый прибор для измерения нагрузки или силы?

Наши инженеры по продажам приложений делают это изо дня в день, с многолетним опытом, поэтому, пожалуйста, не стесняйтесь звонить нам, чтобы помочь вам в этом процессе, это то, для чего мы здесь.Но все зависит от вашего бюджета, вашего приложения, на каком этапе находится ваше приложение и как быстро вам понадобится система тензодатчиков.

Позвольте мне начать с нескольких простых приложений, а затем я расскажу о том, что вам следует учитывать при выборе весоизмерительного датчика.

Если вам необходимо провести быстрое однократное испытание для проверки нагрузки или силы, воздействующей на компонент, или для подтверждения применимости, вы можете выбрать недорогой тензодатчик с тензометрической балкой с прецизионным источником питания и вольтметром.Мы можем помочь.

Если вы проектируете испытательную машину, вы должны выбрать тензодатчик на основе общей точности системы. Является ли измерение статическим или динамическим? Вам нужен цифровой дисплей или только модуль формирования сигнала усилителя для системы сбора данных? Мы можем помочь.

Если ваше приложение относится к системе подвески гоночного автомобиля, записывающей данные в режиме реального времени во время тестирования автомобиля на реальной гоночной трассе, как, например, гоночная команда Корнелла в одном из наших рекомендуемых видеороликов, вам понадобится тензодатчик, который может работать в динамическом приложении. и быть в состоянии справиться с внешними нагрузками, как это сделал наш тензодатчик серии MLP.Мы удваиваем нормальную грузоподъемность тензодатчика (что является хорошим практическим правилом в приложениях с динамической нагрузкой) и все же превышаем требуемую точность. Мы поставили наш модуль формирования сигнала усилителя TM0-1, который отправлял высокоскоростные данные в бортовую систему сбора данных. Мы также разработали специальный датчик нагрузки со штифтами для измерения крутящего момента на трансмиссии. В некоторых приложениях использование пользовательского датчика нагрузки имеет больше смысла.

У National Geographic было приложение для одного из их эпизодов сверхчеловеческой силы, где им нужно было измерить силу сильного человека, тянущего полуприцеп (представленный в нашей видеогалерее), который они снимали на следующий день.Мы выбираем тензодатчик HSW-20k с опцией Smart plug and play (также известный как вариант Cal-Teds) из-за точности и простоты его размещения в приложении. Мы снабдили наш интеллектуальный тензодатчик DPM-3 функцией «включай и работай» с опцией аналогового вывода, которая отправляла данные в режиме реального времени в их систему сбора данных, которую они помещали в тележку вместе с тестом. Наличие опции Cal-Teds на тензодатчике позволило тензодатчику и интеллектуальному измерителю Plug and Play DPM-3 автоматически выполнять калибровку системы, просто подключив их вместе (измеритель считывает микросхему EPPROM в опции Cal-Teds, которая заполняет ИИЭР 1451.4 шаблон 33, мгновенно калибрующий систему). Обычно мы не рекомендуем толкать тележку рядом с тестом, но это уже имело место для другого оборудования. Это была очень недорогая система тензодатчиков, которая позволяла снимать на следующий день, как и планировалось.

Ниже приведен список моментов, которые следует учитывать при выборе тензодатчика для измерения нагрузки/силы:

Шаг 1

Цена и доступность обычно являются первыми двумя факторами, на которые следует обращать внимание. Если у вас ограниченный бюджет или вам нужно что-то на следующий день, это может сузить ваш выбор.Тем не менее, Transducer Techniques предлагает образовательные скидки, и мы храним наши стандартные продукты, готовые к отправке на следующий день.

Шаг 2

Определите, как вы хотите проводить измерения и как вы будете прикладывать нагрузку. Будет ли ваша загрузка статической или динамической? Для динамического применения обычно требуется датчик веса с более высокой частотной характеристикой (хорошее эмпирическое правило заключается в том, что чем меньше отклонение датчика веса, тем выше частотная характеристика). Будете ли вы загружать тензодатчик в линию или вам потребуется тензодатчик, способный выдерживать внешние нагрузки? Будете ли вы измерять изгиб, растяжение или сжатие или и то, и другое, многоосное, например, тягу и крутящий момент?

Шаг 3

Определите, как этот тензодатчик будет установлен в вашем приложении.Вам требуется наружная или внутренняя резьба или фланцевое крепление? Вам нужен тензодатчик со сквозным отверстием или компрессионной шайбой, который позволяет конструкции проходить через тензодатчик?

Шаг 4

Укажите среду, в которой будет использоваться тензодатчик (лаборатория, склад, на открытом воздухе, под водой). Для длительного использования на открытом воздухе, в морской среде или под водой мы рекомендуем герметичный тензодатчик.

Шаг 5

Задайте общую точность, выход, сопротивление моста, нелинейность, гистерезис, неповторяемость, частотную характеристику.

Шаг 6

Укажите, требуются ли какие-либо специальные опции, такие как разъемы, дополнительная длина кабеля, высокая температура или требуется ли Cal-Teds (опция интеллектуального весоизмерительного датчика plug and play).

Шаг 7

Укажите, требуются ли весоизмерительные датчики. От прецизионного источника питания до модуля преобразователя сигнала усилителя, цифрового дисплея с аварийными сигналами, аналогового выхода или регистрации данных — у нас есть экономичные решения для ваших требований к тензодатчикам.

Таким образом, для тех, кто впервые использует тензодатчик, это может быть ошеломляющим. Но это то, что нам нравится делать, и мы всегда здесь для вас. Пожалуйста, позвольте нам помочь вам выбрать правильный тензодатчик от установки до настройки, мы будем здесь, чтобы помочь вам на каждом этапе пути.

0 comments on “Тензодатчик что это: Что такое тензодатчики и чем они отличаются

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.