Однако весы данной конструкции имеют один недостаток - невозможность взвешивания материалов обладающих магнитной индукцией, например железных стружек, но список таких материалов незначителен, и им можно пренебречь.
Техника конструирования и применения датчиков, или, как ее можно кратко назвать - сенсорика, за последние годы развилась в самостоятельную ветвь измерительной техники. С ростом автоматизации к датчикам физических параметров стали предъявляться все более высокие требования. При этом особое значение придается следующим показателям:
- миниатюрность (возможность встраивания)
- дешевизна (серийное производство)
- механическая прочность
Понятием «датчик» в общем случае обозначают дешевый, но надежный приемник и преобразователь измеряемой величины, обладающий умеренной точностью и пригодный для серийного изготовления. Отдельной группой можно выделить тензодатчики.
Тензодатчик представляет собой объемную конструкцию из шайб сплавов металлов, обладающих свойством изменения электрических параметров, например сопротивления, при малейших механических воздействиях на них. Помимо этого в кристаллах возникают побочные явления, например, изменяются диэлектрическая проницаемость, проводимость, оптические свойства и т.д.
Та часть прибора, в которой первичный сигнал преобразуется, например, в электрический, называется первичным преобразователем. Часто (и в нашем случае тоже) этот преобразователь совмещается с чувствительным элементом. Сигналы с выхода первичного преобразователя поступают на следующие преобразователи измерительного прибора.
Поскольку на весы и датчик оказывается влияние со стороны (температура, магнитные и электрические поля), аналоговую часть желательно упростить и сделать наименее подверженной влиянию со стороны. В свою очередь большинство функций возложить на цифровую часть весов. Для этого использовать однокристальную ЭВМ. Это позволит удешевить устройство и расширить количество функций весов, таких как запоминание веса тары и вычисление ого веса груза, вывод информации на цифровой дисплей. Позволит при необходимости при помощи небольшой доработки ввести другие функции.
В качестве входного датчика из-за своих исключительных качеств (тензорезистивного эффекта) в весах используется тензорезисторы.
Тензорезистивным эффектом называется изменения сопротивления проводящих материалов под действием растягивающих или сжимающих деформаций.
Тензорезисторы можно разделить по материалу и способу изготовления на три группы:
- Проволочные резисторы;
- Фольговые тензорезисторы;
- Полупроводниковые тензорезисторы;
Тензорезисторный преобразователь (тензорезистор) представляет собой проводник, изменяющий свое сопротивление при деформации сжатия-растяжения.
Этим свойством обладают в большей или меньшей степени все проводники. В настоящее время находят применение проводниковые (фольговые, проволочные и пленочные) и полупроводниковые тензорезисторы. Наилучшим отечественным материалом для изготовления проводниковых тензорезисторов, используемых при температурах ниже 180 градусов является константан.
Сложность конструкции и условий нагружения, та или иная степень недостаточности методов расчета определяют число точек измерения деформации, температуры и сопутствующих параметров. Общее число измерительных точек при тензометрировании колеблется в зависимости от указанных причин от единиц до нескольких тысяч.
Как известно, с помощью тензорезисторов могут быть измерены только деформации в направлении их продольных осей. Необходимые значения главных деформаций и напряжений должны быть вычислены, как правило, по совокупности показаний ряда тензорезисторов, образующих розетку. При этом во многих случаях должен быть внесен ряд поправок, связанных с условиями проведения измерений. Поэтому тензометрическая информационно-измерительная система должна включать в свой состав универсальную или специализированную ЭВМ и представлять собой совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих сбор и обработку информации о деформациях и физических величин, характеризующих режим работы исследуемого объекта и необходимых для анализа его напряженно-деформированного состояния.
Основными параметрами тензорезистора являются:
- База l – длинна чувствительного элемента в мм.
- Номинальное сопротивление R – значение активного сопротивления чувствительного элемента тензорезистора в Ом.
- Предел измеряемой деформации emax – наибольшее значение относительной деформации в мкм/м (или в процентах).
- Температурный диапазон работоспособности Dt – область изменения температуры, при которой погрешность измерений, обусловленные влиянием температуры на свойства тензорезисторов, не выходят за допустимые пределы.
- Коэффициент тензочувствительности ST – определяется как отношение
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
