Tenzometre v automatizačných systémoch

Bez senzorov nie je mysliteľný žiadny uzavretý automatický riadiaci systém, na základe ktorého sa vytvára spätná väzba.

Senzory ... Dizajn a princíp činnosti sa líšia. Digitálne a analógové tlakové senzory, snímače teploty, rýchlosti otáčania, úsilie, prúd, napätie, snímače posunu ... A toto nie je celý zoznam všetkých druhov snímačov používaných v rôznych riadiacich systémoch.

ale senzor - je to len zariadenie, ktoré mení svoj signál v pomere k meranému parametru. A keďže najvýhodnejším signálom na prenos a konverziu je elektrický prúd, princíp činnosti väčšiny senzorov je založený na zmene vlastného elektrického odporu pod vplyvom vonkajšieho faktora. Preto sa široko používajú senzory so zabudovanými tenzometrickými prvkami.

Čo je to? prvok tenzometra? Toto je najčastejšie chránená fólia vyrobená z kovovej zliatiny (fólie), ktorej elektrický odpor je priamo úmerný deformácii. Použitá zliatina je obvykle zmes niklu a medi v určitom pomere.

Je to kombinácia týchto kovov, ktorá poskytuje najsilnejšiu závislosť odolnosti na vonkajších mechanických vplyvoch. Ukazuje sa, že všetko je celkom jednoduché: zahrnuli do obvodu odporový prvok tenzometra, na neho priviedli konštantné malé napätie (niekoľko voltov) a podľa veľkosti prúdu posudzujeme deformácie, tj silu pôsobiacu na snímač.

V praxi však existuje ďalší problém. Spočíva v skutočnosti, že dokonca aj pri zliatine medi a niklu je zmena odporu vplyvom deformácie veľmi zanedbateľná. Preto je potrebné používať zosilňovače alebo analógovo-digitálne prevodníky.

Pretože merania sú jednoduchšie od nulového bodu, v senzoroch tenzometra sa často používa tenzometer nazývaný Wheatstone Bridge. Wheatstoneov most je štvorkoncové zariadenie, ktoré vo svojom obvode obsahuje odpory R1, R2, R3 a R4. Odpory sú umiestnené na ramenách mosta, to znamená v jeho nezávislých vetvách.

Je veľmi dôležité, že ak sú všetky štyri odpory Wheatstoneovho mostíka rovnaké, napätie na jeho výstupe bude nulové, bez ohľadu na vstupné napätie. A ak sa zmení odpor aspoň v jednom ramene, výstup mosta bude mať okamžite napätie, ktoré sa dá ľahko sledovať a ktoré je priamo úmerné zmene odporového odporu.

Táto závislosť výstupného napätia Wheatstoneovho mostíka od zmeny odporu v jeho ramenách sa používa v senzoroch tenzometra. To znamená, že umiestnením odporov tenzometra do jednej alebo niekoľkých ramien mostíka sme schopní sledovať zložité deformácie, ktoré sa vyskytujú v senzore.

Štruktúra senzora je elastickým prvkom obsahujúcim tenzometre. Obyčajné odpory obsiahnuté v mostíku môžu byť umiestnené v ADC alebo vyrobené v samostatnom bloku.

Je jednoducho úžasné, ako je možné pomocou rôznych senzorov tenzometra vykonať rôzne merania. Tenzometre vám umožňujú regulovať silu, hmotnosť, tlak, posun, deformáciu samu osebe, vibrácie ... Tenzometre sú, samozrejme, jedným z najužitočnejších vynálezov v oblasti automatizácie.

Alexander Molokov

Comments

[#1 Artem]

Okrem všetkých týchto výhod je možné dodať, že pri najmenšej modernizácii konštrukcie tenzometra (tesnosť) je možné zabezpečiť ich dlhodobú prevádzku v takmer akýchkoľvek vonkajších podmienkach, vrátane vysokej teploty, priamej vody, snehu, hmly, vysokej vlhkosti a priameho slnečného svetla. , Prevádzkový teplotný rozsah snímačov tenzometra je od -40 ° do 80 ° C s minimálnymi teplotnými zmenami charakteristík.

[#3]

Na druhý deň bolo potrebné kúpiť tenzometre CAS pre nákladné váhy. Rozhodli sme sa kontaktovať spoločnosť Skyves - už nám pomohli v týchto záležitostiach viac ako raz. Dnes to nainštalujeme.