Типы тензодатчиков: характеристики и применение

Тензодатчик - это пассивный преобразователь, который преобразует механическое удлинение и сжатие в деформацию сопротивления. Он был изобретен в 1938 году Артуром Клодом Руге и Эдвардом Э. Симмонсом. Существуют разные типы тензодатчиков, и они используются для определения вибраций, используются для расчета деформации и связанного напряжения, а иногда также используются для определения приложенной силы и давления. В геотехнической области датчики деформации являются важными датчиками. Направление, разрешение и тип деформации - важные факторы, которые следует учитывать перед выбором типов тензодатчик или тензодатчик. Ниже описаны различные типы тензодатчиков и их применение.

Что такое тензодатчик?

Тензодатчик - это пассивный датчик, используемый для измерения деформации и напряжения, смещения, силы и давления. Он работает на «Пьезорезистивный эффект» принцип. Датчик прикрепляется к объекту с помощью клея под напряжением.

Основы тензометрического датчика

Каждый деньинженерное делостроить более легкие и эффективные конструкции, при этом соблюдая строгие стандарты безопасности и долговечности. Чтобы достичь этого баланса безопасности, долговечности и эффективности, инженеры используют тензодатчики для измерения пределов напряжения своего сырья. Датчики контролируют величину поверхностного напряжения, с которым может справиться материал. Типичный тензодатчик состоит из трех слоев: верхнего слоя ламината, чувствительного элемента и основного слоя пластиковой пленки.

Когда тензодатчик прикреплен к поверхности, находящейся под напряжением, он будет деформироваться или изгибаться в унисон с этой поверхностью, вызывая сдвиг электрического сопротивления, пропорциональный деформации, приложенной к поверхности. Затем можно использовать формулу для преобразования колебаний сопротивления в точное считывание деформации. Датчики бывают разных конфигураций, выбор правильного тензодатчика для вашего приложения зависит от того, в каком направлении движется основная деформация, какой тип деформации вы измеряете и целевой области измерения. Это основы тензодатчика.

Напряжение

Возьмем один объект длиной ‘L0», Приложите силу« F »с обеих сторон объекта. Если мы приложим к объекту одинаковую силу, длина объекта изменится.

Напряжение

Ранее длина объекта былаL0, после приложения силы к этому объекту длина равнаL. Изменение длины принимается какдл, где dL = L- L0.Деформация определяется как отношение изменения длины к исходной длине.

Деформация = изменение длины / исходная длина = dL / L0

Это формула для измерения деформации. Есть два типа штаммов: положительная деформация и отрицательная деформация. Предположим, мы используем один электрический проводник или электрический провод в тензодатчике, который может пропускать через него электричество. Какие бы силы, вибрации и давления, приложенные к манометрам, ни находились на проводе из-за вибраций и приложенной силы, размеры Водитель тоже меняются.

Изменение размера также изменит сопротивление, это изменение сопротивления приведет к приложенной силе, вибрациям или давлению. Здесь изменение размера - это деформация. Это основной принцип работы тензодатчика.

Типы тензодатчиков

Существуют различные типы тензодатчиков, в том числе следующие.

Линейные тензодатчики LY

Линейные тензодатчики LY измеряют деформацию только в одном направлении. LY1-LY9 - это типы линейных тензодатчиков LY с различными размерами и геометрией. DY11, DY13, DY1x, DY41, DY43, DY4x - это двойные линейные тензодатчики.

Розетки для тензометрических датчиков

Различные типы розеток для тензодатчиков: мембранная розетка, тройник, прямоугольная розетка и дельта розетка.

Тензодатчики с мембранной розеткой

Тензодатчики с мембранной розеткой используются для измерения смещения, скорости, давления и силы, а также для измерения упругой деформации разрабатываемых материалов и конструкций при динамических и статических нагрузках. Тензодатчики используются в вагоностроении, машиностроении, авиастроении, ракетостроении и других отраслях промышленности.

Тройник Rosette тензометрический (0-90 0 )

Розетка Тройник представляет собой двухэлементный розеточный датчик деформации. В розетке тройника две решетки взаимно перпендикулярны.

Прямоугольная розетка (0-450-900)

Он также известен как трехэлементный прямоугольный тензодатчик, состоящий из трех сеток. Вторая и третья сетки смещены под углом на 45 °. 0 и 900соответственно. Дельта-розетка: Дельта-розетка также известна как трехэлементный датчик деформации дельта-розетки, вторая и третья сетки - 600и 1200вдали от первой сетки.

Тройник, прямоугольная розетка и дельта-розетка тензодатчиков показаны ниже.

Тройник-розетка, прямоугольная розетка и дельта-розетка

Четвертьмостовые, полумостовые и полномостовые тензодатчики

Тензодатчики четверть-, полу- и полномостового типа рассматриваются ниже.

Тензодатчик типа четверть моста

Четвертьмостовой тип I и четвертьмостовой тип II предоставляют информацию о конфигурациях четвертьмостовых тензодатчиков.

Квартальный мост I типа

Четверть моста типа I измеряет деформацию изгиба или осевую деформацию. Деформация изгиба также известна как деформация момента. Деформация изгиба определяется как отношение напряжения изгиба к модулю упругости Юнга. Тензодатчики, используемые в конфигурации моментной деформации, можно использовать для определения вертикальной нагрузки. Осевая деформация определяется как отношение осевого напряжения и модуля Юнга, для определения осевых нагрузок тензодатчики используются при осевой деформации.

В четвертьмосте типа I одиночный тензодатчик устанавливается в направлении деформации изгиба или осевой деформации. Где R1и R два (резисторы полумостового завершения) R3- резистор замыкания четвертьмоста, а R 4 также является активным тензометрическим элементом, измеряющим деформацию растяжения. Осевая деформация четвертьмоста типа I и типа II, деформация изгиба и принципиальные схемы показаны ниже.

Тензодатчик Quater Bridge типа I и типа II

Квартальный мост II типа

Четверть моста типа II также измеряет деформацию изгиба или осевую деформацию. Где R1и R два (резисторы полумостового завершения) R3(четвертьмостовой датчик температуры) и R 4 (активный тензометрический элемент, измеряющий деформацию растяжения).

Тензодатчики полумостового типа

Полумост типа I и полумост типа II предоставляют информацию о конфигурациях полумостовых тензодатчиков.

Полумост Тип I

Он измеряет изгиб или осевую деформацию. В типе I R1 и Rдва (резисторы полумостового завершения) R3 (он измеряет сжатие от эффекта Пуассона) и R4 (он измеряет деформацию растяжения).

Полумост Тип II

Он не измеряет осевую деформацию, а измеряет деформацию изгиба. При типе II R1 и Rдва (резисторы полумостового завершения) R3 (он измеряет деформацию сжатия) и R3 (он измеряет деформацию растяжения).

Полумост типа I и типа II осевойдеформации, деформации изгиба и принципиальные схемы показаны ниже.

Полумостовой тензодатчик типа I и типа II

Тензодатчики мостового типа

Полномостовые тензодатчики типа I, II и III предоставляют информацию о конфигурациях полномостовых тензодатчиков.

Полный мост Тип I и Тип II

Тип I и тип II измеряют только деформацию изгиба. В типе I R1и R 3 (активные элементы тензодатчика измеряют деформацию сжатия) Rдваи R 4 (активный тензодатчик измеряет деформацию растяжения). При типе II R1(активные элементы тензодатчика измеряют эффект Пуассона сжатия) Rдва (активные элементы тензодатчика измеряют эффект Пуассона при растяжении) R3 (активный тензометрический элемент измеряет деформацию сжатия) и R4 (активные тензометрические элементы измеряют деформацию растяжения)

Полномостовой тензодатчик типа I и типа II

Полный мост типа III

Полный мост типа III не допускает деформации изгиба, измеряется только осевая деформация. Где R1и R 3 (активные элементы тензодатчика измеряют эффект Пуассона сжатия) Rдваи R 4 (активные тензометрические элементы измеряют деформацию растяжения). Всего активных тензометрических элементов в типе III четыре, где два активных тензометрических элемента установлены в направлении осевой деформации (один установлен сверху, а другой - снизу), а два других элемента действуют как датчик Пуассона.

Осевая деформация полного моста типа III, деформация изгиба и принципиальная электрическая схема

Тензодатчики

Некоторые типы тензометрических датчиков с диапазоном измерения, маркой и стоимостью показаны в таблице ниже.

Характеристики

Характеристики тензодатчиков:

• Тензодатчики очень точные
• Для междугороднего общения они идеальны
• Они требуют легкого обслуживания
• У них долгий срок эксплуатации
• Для длительной установки подходят тензодатчики.

Приложения

Области применения тензодатчика:

• Аэрокосмическая промышленность
• Кабельные мосты
• Железнодорожный мониторинг
• Управление крутящим моментом и мощностью во вращающемся оборудовании
• Остаточный стресс
• Измерение вибрации и крутящего момента
• Измерение изгиба и прогиба
• Измерение напряжения, деформации и сжатия

Преимущества

Преимущества тензодатчика:

• Недорого
• Доступный
• Точный

FAQs

1). Какой диапазон калибровочной длины?

Диапазон измерительной длины составляет от 3 до 6 мм для обычных применений.

2). Что нужно учитывать при выборе тензодатчика?

При выборе тензодатчика необходимо учитывать длину и ширину датчиков, конфигурацию выступа под пайку, доступность, материал основы, количество датчиков и расположение датчиков в шаблоне датчика.

3). Каков диапазон сопротивления тензодатчика?

Диапазон сопротивления тензодатчика от 30 до 3 кОм.

4). Каков модуль Юнга?

Модуль Юнга определяется как отношение напряжения растяжения к деформации растяжения.

5). Какие бывают виды штаммов?

Осевая деформация, деформация изгиба, деформация кручения, деформация сдвига и деформация сжатия - это пять типов деформации.

В этой статье типы тензодатчиков и их применение , обсуждаются преимущества тензодатчика, некоторые изделия тензорезистора с диапазоном измерения и моделью, характеристики, основы тензодатчика, а также различные типы тензодатчиков с диаграммами. Вот вопрос к вам, в чем особенности тензодатчика?