Прибор для проверки тензодатчиков

Диагностика тензодатчика

Тензодатчики являются основным первичным устройством преобразования физической величины веса в нормированный электрический сигнал. Который впоследствии обрабатывается вторичными преобразователями (весовой индикатор, весопроцессор, аналого-цифровой преобразователь и т.д.). Тензодатчик, является наиболее уязвимым компонентом весоизмерительной системы. В процессе эксплуатации на датчики веса воздействуют: агрессивная окружающая среда, ударные динамические нагрузки, электростатическое воздействие (сварка), вибрации и т.д. Поэтому в периоды технического обслуживания, перед установкой на весы, а также в аварийных случаях, существует необходимость диагностики тензодатчиков.Далее рассмотрим алгоритм проверки состояния тензодатчика.

Внимательно проверьте общее техническое состояние системы измерения веса:

  • наличие заземляющего контура (шунта), затяжку резьбовых соединений;
  • проверка отсутствия следов коррозии, повреждения тензодатчиков, узлов встройки, грузоприемного устройства;
  • проверка суммирующих плат; весового индикатора на имитаторе тензодатчика;
  • тестирование весового индикатора, подключение к имитатору тензодатчика;
  • осмотр состояния кабельной продукции, герметичность кабельного ввода на тензодатчике;

Для выполнения диагностики необходимо:

  • в идеале, калибратор либо вольтомметр с пределом измерения ≤0.5Ω и ≤0.1 mV (на крайний случай качественный мультиметр) для измерения нулевого баланса, и целестности тензометрического моста;
  • мегомметр 1000 Мом не более 50В постоянного тока, для измерения сопротивления изоляции;
  • грузоподъёмное устройство (домкрат, кран и т.д.), необходимое для поднятия грузоприемного устройства и освобождения тензодатчика от воздействия нагрузки;
  • подготовить таблицу для фиксации значений снимаемых при замере;

Алгоритм проведения диагностики и поиск неисправности тензодатчика:

На предложенном ниже алгоритме изображены возможные неисправности и методика поиска неисправности. Далее подробнее рассмотрим каждый из тестов и последовательность выполнения проверки тензодатчика.

Тест 1: Проверка нулевого баланса

Измерение нулевого баланса необходимо для проверки состояния тензодатчика в ненагруженном состоянии, для этого тензодатчик извлекают из узла встройки и убирают с датчика веса всю приложенную нагрузку. Далее подключают источник питания 10 В в цепь возбуждения тензодатчика, с выходной цепи снимают сигнал в мВ и сравнивают со значением в калибровочном листе. Пример: при чувствительности тензодатчика 2мВ/В и питании 10В, напряжение нулевого баланса соответствует +- 0.02 мВ. В случае если значения выходного сигнала существенно отличаются от паспортных значений, можно судить о деформации упругого элемента тензодатчика, а также нарушении изоляционного слоя тензорезисторов.

Тест 2: Проверка сопротивления изоляции

Производится подключением мегомметра к кабелю тензодатчика и проверке на наличие тока утечки между корпусом тензодатчика и токоведущими частями. Низкое значение сопротивления изоляции меньше 1кОм свидетельствует о коротком замыкании (к.з.). Нормальным значением является сопротивление 5Мом. Короткое замыкание может быть между корпусом тензодатчика и токоведущими частями, а также в кабеле. При к.з. в кабеле и появлении тока утечки, кабель можно заменить, если это предусматривает конструкция тензодатчика.

Тест 3: Проверка целостности тензометрического моста (Мост Уитстона)

Целостность моста проверяется путем измерения входного и выходного сопротивления, а также сопротивления баланса моста. Отсоедините датчик из коробки или измерительного прибора. Входные и выходные сопротивления измеряется омметром, подключаемого к каждой паре входных и выходных проводов тензодатчика. Далее производится сравнение входного и выходного сопротивления со значениями в калибровочном сертификате или с технической спецификацией оригинального тензодатчика. Сопротивление баланса моста измеряется поочередным подключением омметра к каждой паре выводов кабеля. Значение сопротивления между парами, не должно отличаться более чем на 1-2 Ома.

Отличие входного и выходного сопротивления тензодатчика от паспортных значений, свидетельствует о неисправности тензометрического моста, появление сопротивления разбаланса, означает неработоспособность тензодатчика и необходимость замены. Подобные неисправности появляются, как правило, в следствии электрического воздействия (сварка, статическое поле, электрический пробой), физического (удары, прокручивание, боковые нагрузки), термического.

Тест 4: Проверка под нагрузкой

Датчик должен быть подключен к весовому индикатору или к прибору со стабильным источником питания не менее 10В. С помощью милливольтметра, подключенного к выходу тензодатчика, нагружают датчик и фиксируют показания выходного сигнала, при снятии нагрузки показания выходного сигнала должны вернуться к исходным . Будьте предельно осторожны, не перегрузите тензодатчик! В случае если при проведении теста показания будут отличаться при постоянно прикладываемой нагрузке и не возвращаться к исходным значениям, можно судить о нарушении контакта в клеевом слое между тензорезисторами и упругим элементом. Тензодатчик требует замены.

Диагностика тензодатчика

Внимательно проверьте общее техническое состояние системы измерения веса:

  • наличие заземляющего контура (шунта), затяжку резьбовых соединений;
  • проверка отсутствия следов коррозии, повреждения тензодатчиков, узлов встройки, грузоприемного устройства;
  • проверка суммирующих плат; весового индикатора на имитаторе тензодатчика;
  • тестирование весового индикатора, подключение к имитатору тензодатчика;
  • осмотр состояния кабельной продукции, герметичность кабельного ввода на тензодатчике;

Для выполнения диагностики Вам понадобится:

Тестер HY-LCT – с помощью данного устройства возможно выполнение всех необходимых замеров.

В случае отсутствия специализированного оборудования для проверки тензодатчиков, ее можно произвести с помощью следующих устройств:

  • Вольтомметр с пределом измерения ≤0.5Ω и ≤0.1 mV (на крайний случай качественный мультиметр) для измерения нулевого баланса, и целостности тензометрического моста;
  • Мегомметр 1000 МОм не более 50В постоянного тока, для измерения сопротивления изоляции;
  • Грузоподъёмное устройство (домкрат, кран и т.д.), необходимое для поднятия грузоприемного устройства и освобождения тензодатчика от воздействия нагрузки;
  • Подготовить таблицу для фиксации значений снимаемых при замере;

Для выявления неисправности тензодатчика достаточно провести 4 основных типа испытаний. Рассмотрим последовательность их выполнения и для чего они необходимы:

1) Проверка сопротивления изоляции.

Для выполнения данного теста, необходимо подключить мегомметр к кабелю тензодатчика и проверить на наличие тока утечки между корпусом тензодатчика и токоведущими частями. Для проверки тензометрических цепей Keli допускается применение мегомметра напряжением не более 50В постоянного тока.

Для функционирующего тензодатчика значение снятых замеров не должно быть ниже 5 Мом. Если значение сопротивления изоляции меньше 1кОм – это свидетельствует о явном коротком замыкании. Короткое замыкание может быть между корпусом тензодатчика и токоведущими частями (тензорезисторами), а также в кабеле. При коротком замыкании в кабеле, его можно заменить, если это предусматривает конструкция тензодатчика.

2) Проверка тензометрического моста – Уитстона.

Отсутствие повреждений моста проверяется путем измерения входного и выходного сопротивления, а также сопротивления баланса моста. Отсоедините датчик из коробки или измерительного прибора. Входные ( EXC +, EXC -) и выходные ( SIG +, SIG -) сопротивления измеряется омметром, подключаемом к каждой паре входных и выходных проводов тензодатчика. Затем производится сравнение входного и выходного сопротивления со значениями в калибровочном паспорте (выдается производителем) или с техническими данными из каталога. Сопротивление баланса моста измеряется поочередным подключением омметра к каждой паре выводов кабеля. Значение сопротивления между парами, не должно отличаться более чем на 1-2 Ома.

Читайте также:  Приборы для измерения напряжения прикосновения

Расхождения входного и выходного сопротивления тензодатчика от паспортных значений, говорит о неисправности тензометрического моста, как следствие — появление сопротивления разбаланса, оно свидетельствует о неработоспособности тензодатчика и необходимости его замены. Данные неисправности, как правило возникают вследствие электрического воздействия (сварка, статическое поле, электрический пробой), физического (динамические удары, прокручивание, боковые нагрузки).

3) Проверка нулевого баланса (в ненагруженном состоянии).

Данный тест проводится для проверки состояния тензодатчика в ненагруженном состоянии, для этого тензодатчик извлекают из узла встройки и убирают с датчика веса всю приложенную нагрузку. Далее необходимо подключить источник питания, рекомендуемый производителем для правильной работы тензодатчика, в цепь возбуждения тензодатчика, а с выходной цепи снять сигнал в мВ, и сравнить со значением указанным в паспорте на датчик. Для тензодатчиков Keli Sensing рекомендуемое напряжение питания составляет 5-12 V ( DC ).

Пример: при чувствительности тензодатчика 2мВ/В и питании 10В, напряжение нулевого баланса не должно превышать +- 0.02 мВ.

Если значения выходного сигнала существенно отличаются от паспортных значений, можно судить о деформации упругого элемента тензодатчика, также возможна отклейка или нарушение изоляционного слоя тензорезисторов.

4) Проверка тензодатчика в нагруженном состоянии.

Для данного теста тензодатчик должен быть подключен к весовому индикатору или к прибору со стабильным источником питания от 5 V до 12 V . С помощью милливольтметра, подключенного к выходу тензодатчика, нагружают датчик и фиксируют показания выходного сигнала, при снятии нагрузки показания выходного сигнала должны вернуться к исходным. При проведении данного теста необходимо проводить несколько циклов нагружения-разгружения тензодатчика различным весом, но не менее 50% от НПВ датчика. Также необходимо удержание веса не менее 30 мин. в каждом из циклов и анализ изменения показаний в течении данного периода времени. В случае если при проведении теста показания будут отличаться от значения постоянно прикладываемой нагрузки, а также не будут возвращаться к исходным значениям, можно судить о нарушении контакта в клеевом слое между тензорезисторами и упругим элементом. Такой тензодатчик требует замены.

Прибор для проверки тензодатчиков

Вы не выбрали товары для сравнения. Для того, чтобы сравнить датчики, нажмите на кнопку “Добавить к сравнению” в списке товаров или в самом товаре.

Полезная информация

Обзор тензодатчиков силы “ZEMIC USA Inc”. Ввод в эксплуатацию, диагностика и техническое обслуживание

Главное предназначение тензодатчиков заключается в определении упругих деформаций (крутящих и изгибающих моментов, сжатия, растяжения) деталей устройств и приборов в плосконапряженном и линейном состоянии при влиянии на них динамических и статических нагрузок. Интервал измерения силоизмерительных тензорезисторных датчиков составляет от 5 Н до 5 МН. Высокоточность измерения и доступная цена являются основными параметрами при выборе силоизмерительных тензорезисторных датчиков.

Главное предназначение тензодатчиков заключается в определении упругих деформаций (крутящих и изгибающих моментов, сжатия, растяжения) деталей устройств и приборов в плосконапряженном и линейном состоянии при влиянии на них динамических и статических нагрузок. Интервал измерения силоизмерительных тензорезисторных датчиков составляет от 5 Н до 5 МН. Высокоточность измерения и доступная цена являются основными параметрами при выборе силоизмерительных тензорезисторных датчиков.

Кроме того, из-за большого многообразия моделей и механизмов, тензорезисторные датчики широко применяются во всех сферах современного бизнеса. Они являются измерительной составляющей в подкладных, бункерных, платформенных, поосных, автомобильных, рольганговых, железнодорожных, крановых, конвейерных весах и дозаторах. Тензорезисторные датчики также используются в лабораторном и испытательном оборудовании.

Принцип работы тензодатчика заключается в преобразовании механической деформации твёрдых тел, которая вызвана механическим напряжением, в электросигнал. Сигнал предназначается для дальнейшей передачи, трансформации и регистрации их во вторичных приборах.

В весоизмерительном оборудовании тензометрические датчики являются наиболее чувствительной составляющей, потому что при использовании на них влияет немалое количество внешних факторов. Ими являются вибрации, постоянные нагрузки (вплоть до ударных), атмосферные явления (молнии, обледенения), агрессивная среда (кислоты, щелочи), электрические наводки (сварка, блуждающие токи) и прочие. По этим причинам при вводе их в эксплуатацию, при осуществлении технического обслуживания, а также восстановлении неисправностей весоизмерительного прибора либо диагностике, большое внимание нужно уделить следующим моментам:

  • Правильному выбору конструкции тензометрического датчика для определенного весоизмерительного прибора. При этом нужно учитывать рекомендации производителя;
  • Убедитесь в наявности коэффициента запаса прочности или коэффициента безопасности тензометрического датчика, установленного в системе. Кроме заложенного в тензометрических датчиках коэффициента безопасного перегруза или «Предельной нагрузки» (для тензометрических датчиков ZEMIC USA Inc. она равна 150% от НПВ), многими производителями весодозирующих приборов дополнительно используется «коэффициент безопасности». В большинстве случаев «коэффициент безопасности» равен 1,3 – 1,5 от НПВ всей системы и устанавливается с неравномерным распределением усилий с грузоприемного устройства на тензометрические датчики. В динамических системах из-за ударных динамических нагрузок, коэффициент запаса равен 4,5 и больше;
  • Сопоставлению допустимых эксплуатационных параметров тензометрических датчиков, указанных в паспорте, то есть напряжения питания, степени защитного исполнения, температурных характеристик и прочих с фактическими условиями эксплуатации;
  • Проверке наличия необходимых монтажных инструментов для передачи усилителей, пыльников, уплотнительных прокладок, отбойников, эксцентриков и прочих устройств, рекомендованных производителями датчиков и рассчитанных для их безопасного функционирования в весовой системе (в зависимости от ее конструкции).
  • Выяснению факта воздействия на весовую систему вибрационных нагрузок (вред приносит использование тензометрических датчиков под вибрационными нагрузками). Для нейтрализации вибрационных нагрузок или снижения уровня их воздействия, возможно использование дополнительных устройств, таких как виброопор, амортизаторов и прочих.

Техническое обслуживание тензометрических датчиков предполагает рассмотреть следующие моменты:

  • Правильную установку и крепеж тензодатчиков на объектах (в соответствии с требованиями инструкции по их эксплуатации), наличие заземляющего шунта или контура, затяжку резьбовых соединений на силопередающих элементах и крепежах тензодатчиков к закладным плитам. Нагрузка на все тензодатчики должна быть равномерно распределена и должна располагаться вдоль оси нагружения.
  • Подверженность обледенению и загрязнению в рабочей зоне тензометрического датчика.
  • На узлы встройки. На тензодатчики не должны воздействовать наледь, твердые тела и прочее. Особенно это касается подвижных элементов. В датчиках для автомобильных весов верхняя и нижняя опорные чашки, на которые опирается шар или стрежень в зависимости от их конструкции.
  • В балочных тензодатчиках зазор между весоизмерительным модулем или закладной и упругим элементом в месте изгиба, к которому он прикреплен и т.п.
  • Исключение механических повреждений.

Также уделяйте внимание последствиям от воздействия влаги, термического воздействия, возможному проникновению влаги в корпус тензодатчика, воздействия активных химических веществ, следствиям от ударов по корпусу тензодатчика и упругому элементу, трещинам. Проверяйте оболочку кабеля: возможное повреждение изоляции, вероятность попадания влаги в кабель. Внимательно осматривайте корпус разъема тензодатчика при его наличии, а также контакты контрольного кабеля.

Перед проведением процедуры диагностики тензометрического датчика необходимо:

  • При помощи подсоединения имитатора тензометрического датчика осуществить тестирование весового индикатора. Убедитесь в том, что он исправен;
  • Протестировать суммирующие платы или соединительные коробки. При этом необходимо подключить через них имитатор тензометрического датчика к весовому индикатору;
  • Обследовать состояние кабельной продукции при помощи мультиметра. Также проверить весовой индикатор, соединительные платы и тензодатчики.

Процедура диагностики тензометрических датчиков:

Когда перед размонтировкой тензометрического датчика Вами предприняты все, указанные выше меры, и Вам не удается восстановить функционирование системы, то первоочередной задачей будет являться выявление повреждений тензометрического датчика. Перед Вами встает вопрос о проведении диагностики одного или каждого тензодатчика в отдельности (в том случае, когда в системе предусмотрено несколько тензометрических датчиков).

Читайте также:  Приборы работающие в комплекте с термометрами сопротивления

Для диагностики Вам потребуется:

  • Калибратор тензометрических датчиков CALOG- LC II. Данное устройство даст возможность произвести все необходимые замеры, которые детально описаны в инструкции по их использованию.

При отсутствии специального оборудования для проверки тензометрических датчиков, возможно ее осуществление при помощи таких устройств:

  • Вольтометра с границами измерений ≤0.5Ω и ≤0.1 mV (также подойдет качественный мультиметр) для диагностирования нулевого баланса, а также целостности тензометрического моста;
  • Мегомметра с параметрами измерений 1000 Мом не больше 50В постоянного тока. Используется при замере сопротивления изоляции;
  • Грузоподъёмное устройство. Им может выступать домкрат, кран и другое грузоподъемное оборудование, необходимое для подъема грузоприемного устройства, а также для освобождения тензометрического датчика от влияния нагрузок;
  • Подготовка таблицы, где будут фиксироваться измеряемые величины при диагностировании;
  • Для того чтобы выявить неисправности тензометрического датчика необходимо проведение четырех основных видов испытаний. Давайте рассмотрим последовательность выполнения испытаний и цели их проведения.

1. Испытание сопротивления изоляции.

Для исполнения данного эксперимента, необходимо подключение мегомметра к кабелю тензометрического датчика и проверка его на наличие утечки тока между корпусом датчика и токоведущими составляющими. Для осмотра тензометрических цепей ZEMIC USA Inc. допустимо использование мегомметра с напряжением не больше 50В постоянного тока.

Для работающего тензометрического датчика измеряемые величины не должны быть меньше 5 Мом. Если показания сопротивления изоляции менее 1кОм, то это указывает на то, что есть место короткому замыканию. Короткое замыкание может возникнуть между корпусом тензометрического датчика и его токоведущими частями, т.е. тензорезисторами и в кабеле. Если короткое замыкание возникло в кабеле, то его можно заменить, если данный факт предусматривается в конструкции тензометрического датчика.

2. Осмотр тензометрического моста Уитстона.

Неполадки и дефекты моста обследуются с помощью измерения выходного и входного сопротивления и сопротивления баланса моста. Необходимо отключить датчик от коробки либо весоизмерительного прибора. Входные (EXC+, EXC-), а также выходные (SIG+, SIG-) сопротивления измеряются посредством омметра. Его подключают к каждой паре выходных и входных проводов датчика. После этого осуществляется сравнение выходного и входного сопротивления с величинами, указанными в калибровочном паспорте, который выдается производителем либо с техническими сведениями из каталогов. Сопротивление баланса моста определяется посредством поочередного подключения омметра к каждой паре выводов кабеля. Величина сопротивления между парами не должна быть различной более чем на 1-2 Ома.

Расхождения между выходным и входным сопротивлениями тензометрического датчика от паспортных данных свидетельствуют о повреждениях тензометрического моста, и как следствие появляется сопротивление разбаланса. Это говорит о поломке тензометрического датчика и возникает необходимость его замены. Сведения о неисправности обычно возникают после электрического воздействия: статического поля, сварки, электрического пробоя, либо физического воздействия: прокручивания, динамических ударов, боковых нагрузок.

3. Контроль за нулевым балансом в ненагруженном состоянии.

Данный анализ осуществляется для контроля за состоянием тензометрического датчика в ненагруженном состоянии. С этой целью тензодатчик отключают от узла встройки и устраняют всю приложенную нагрузку с датчика веса. Дальше нужно подключить источник питания, который рекомендован производителем для бесперебойной работы тензометрического датчика, в цепь возбуждения датчика, а с выходной цепи снять сигнал в мВ, и сопоставить с паспортной величиной. Для тензометрических датчиков ZEMIC USA Inc. рекомендуемое значение напряжения питания составляет 5-12V(DC).

Например, при чувствительности тензометрического датчика 2мВ/В и питании со значением 10В, напряжение при нулевом балансе не должно быть больше +- 0.02 мВ. Если величина выходного сигнала значительно разнится от паспортных данных, можно говорить о деформации упругого элемента тензометрического датчика. Также есть вероятность нарушения изоляционного слоя тензорезистора или отклейки.

4. Анализ работоспособности тензометрического датчика в нагруженном состоянии.

Для данного испытания тензометрический датчик должен подключаться к весовому индикатору либо к прибору со стабильным источником питания от 5Vдо 12V. При помощи милливольтметра, который подключается к выходу тензометрического датчика, нагружают датчик и регистрируют значения выходного сигнала. При снятии нагрузки величины выходного сигнала должны вернуться к прежним значениям. При осуществлении данного испытания нужно произвести несколько циклов нагружения и разгружения тензометрического датчика грузами с разным весом, но не меньше 50% от НПВ тензодатчика. Желательно удерживать вес не меньше 30 минут в каждом из циклов, а также анализ изменения значений показаний в течение этого промежутка времени. В случае, когда при осуществлении теста показания будут отличны от величин постоянно прикладываемой нагрузки, и не будут возвращаться к прежним показаниям, то можно говорить о нарушении контакта в клеевом слое между упругим элементом и тензорезисторами. Такой тензометрический датчик нужно заменить.

Большая часть тензометрических датчиков относятся к невосстанавливаемым приборам и ремонту не подлежат, однако подлежат техобслуживанию.

Что такое тензодатчик и как он работает

Какие бывают тензодатчики и как они работают. Схема подключения тензометрического датчика.

Для измерения давления и веса на производстве и в бытовой электронике используются тензометрические датчики. Это устройства, основная задача которых преобразовать механическое воздействие в электрический сигнал. В этой статье мы рассмотрим, что такое тензодатчик, какой у него принцип работы и схема подключения. Содержание:

  • Виды и сфера применения
  • Устройство и принцип действия
  • Схема подключения

Виды и сфера применения

Для начала разберемся в принципе действия тензометрических датчиков. При воздействии на тело внешних сил оно деформируется, противодействует приложенной силе. За счёт деформаций корпуса датчика происходит воздействие на измерительный элемент тензодатчика. В результате устройство выдаёт электрический сигнал, считывая который система обработки выдаёт результат измерений. Но для чего нужен такой тип устройств?

Тензометрические датчики используются для:

  • Измерения веса. При этом в зависимости от конструкции измерительного узла могут использоваться на сжатие или на растяжение. Соответственно их назначение – измерение веса на платформах (например, весы в магазинах) или на подвесе (краны и прочее).
  • Измерения давления. Например, в трубопроводах газов и жидких веществ.
  • Измерения крутящего момента (на двигателях автомобилей или станков).
  • Определения ускорения.
  • Контроля перемещения.

По типу измерительного элемента и принципа работы тензодатчики делятся на:

  • Тензорезистивные.
  • Пьезоэлектрические.
  • Оптико-поляризационные.
  • Волоконно-оптические.
  • Пьезорезистивные.

Конструктивные особенности тензодатчика определяет то где он применяется, ведь конструкция определяет наличие монтажных отверстий и векторов возможного приложения сил, соответственно и самого процесса измерения. По форме также тензометрические датчики бывают разных типов:

  1. Консольные. Назначение таких устройств – измерение количества веществ в дозаторах, конвейерных, платформенных, бункерных и напольных весах.
  2. Цилиндрические. Применяются для взвешивания вагонов, автомобилей, баков и емкостей – там, где нужно измерять большие веса.
  3. S-образные, срабатывают на растяжение, подходят для измерения веса, поднимаемого краном и в других подобных конструкциях.

На практике тензометрические датчики могут производиться в совершенно разнообразном исполнении.

Устройство и принцип действия

Для измерения давления или веса используется тензодатчики, все они выдают электрический цифровой или аналоговый электрический сигнал при изменении формы чувствительного элемента. Но из чего они состоят?

Читайте также:  Прибор для изготовления щелочной воды

Основа или корпусы бывают разных типов, от этого зависит, куда вы сможете установить датчик. А также то, в каком направлении он работает – на сжатие, растяжение или на изгиб.

В корпусе тензодатчика кроме чувствительного элемента могут находиться и дополнительные блоки, например, АЦП, формирователи питания и пр. Если тензометрический датчик цифровой, то и блок для преобразования аналогового сигнала (АЦП). Рассмотрим принцип работы чувствительного элемента тензометрического датчика на примере тензорезистивного компонента – они нашли наиболее широкое применение.

Тензометрический датчик резистивного типа представляет собой гибкую плёнку или подложку, на которую нанесён резистивный слой. Если это плёночный датчик – тонкое напыление или фольга, если проволочный — на гибкой подложке размещена проволока. Напыление или проволока укладываются в извилистую линию.

При механическом воздействии на подложку он изгибается, в результате чего плёнка, фольга или проволока растягивается. Соответственно в натянутом состоянии изменяется (уменьшается) её площадь поперечного сечения и сопротивление увеличивается. При снижении давления подложка возвращается в исходное положение, резистивный слой тоже, а его сопротивление начинает уменьшаться и возвращаться к норме.

Пьезоэлектрические чувствительные органы работают напротив. При давлении на пьезокристалл возникает ЭДС, тогда как у пьезорезистивных датчиков из тонких плёнок полупроводников также изменяется сопротивление.

Ещё можно встретить и емкостные датчики – это приборы, принцип работы которых заключается в измерении ёмкости между гибкими пластинами. А также электромагнитные устройства, в которых под воздействием на магнитопровод изменяются характеристики контура.

Схема подключения

Как работает тензодатчик мы разобрались. Теперь следует ознакомиться со схемой подключения. Блок схема устройства, которое считывает сигнал, изображена на рисунке ниже. На ней вы видите один из вариантов усиления и преобразования сигнала с датчика.

Если рассмотреть тензорезистивный датчик, то реально он представляет собой мост из резисторов, включённый следующим образом. Такая схема включения называется «Мост Уинстона» или измерительный мост.

Для его работы недостаточно подключить лишь сигнальные провода, нужны еще и провода питания. В некоторых сложных системах могут подключаться еще и провода для термостабилизации или других функций.

На видео подробно рассказывается, что собой представляют тензометрические датчики и как они работают:

Современные тензометрические датчики в зависимости от своего назначения могут использоваться в установках для измерения от долей грамм до сотен тон. Соответственно для каждого диапазона весов подбираются тензодатчки определённой конструкции и типа чувствительного элемента. Кроме измеряемых весов немаловажную роль в выборе контрольно-измерительной аппаратуры играет и условия, в которых они будт работать, а также требуемый класс точности.

Материалы по теме:

  • Как зависит сопротивление проводника от температуры
  • Для чего нужно реле напряжения
  • Маркировка резисторов по мощности и сопротивлению

Что такое тензодатчик и как он работает

Виды и сфера применения

Для начала разберемся в принципе действия тензометрических датчиков. При воздействии на тело внешних сил оно деформируется, противодействует приложенной силе. За счёт деформаций корпуса датчика происходит воздействие на измерительный элемент тензодатчика. В результате устройство выдаёт электрический сигнал, считывая который система обработки выдаёт результат измерений. Но для чего нужен такой тип устройств?

Тензометрические датчики используются для:

  • Измерения веса. При этом в зависимости от конструкции измерительного узла могут использоваться на сжатие или на растяжение. Соответственно их назначение – измерение веса на платформах (например, весы в магазинах) или на подвесе (краны и прочее).
  • Измерения давления. Например, в трубопроводах газов и жидких веществ.
  • Измерения крутящего момента (на двигателях автомобилей или станков).
  • Определения ускорения.
  • Контроля перемещения.

По типу измерительного элемента и принципа работы тензодатчики делятся на:

  • Тензорезистивные.
  • Пьезоэлектрические.
  • Оптико-поляризационные.
  • Волоконно-оптические.
  • Пьезорезистивные.

Конструктивные особенности тензодатчика определяет то где он применяется, ведь конструкция определяет наличие монтажных отверстий и векторов возможного приложения сил, соответственно и самого процесса измерения. По форме также тензометрические датчики бывают разных типов:

  1. Консольные. Назначение таких устройств – измерение количества веществ в дозаторах, конвейерных, платформенных, бункерных и напольных весах.
  2. Цилиндрические. Применяются для взвешивания вагонов, автомобилей, баков и емкостей – там, где нужно измерять большие веса.
  3. S-образные, срабатывают на растяжение, подходят для измерения веса, поднимаемого краном и в других подобных конструкциях.

На практике тензометрические датчики могут производиться в совершенно разнообразном исполнении.

Устройство и принцип действия

Для измерения давления или веса используется тензодатчики, все они выдают электрический цифровой или аналоговый электрический сигнал при изменении формы чувствительного элемента. Но из чего они состоят?

Основа или корпусы бывают разных типов, от этого зависит, куда вы сможете установить датчик. А также то, в каком направлении он работает – на сжатие, растяжение или на изгиб.

В корпусе тензодатчика кроме чувствительного элемента могут находиться и дополнительные блоки, например, АЦП, формирователи питания и пр. Если тензометрический датчик цифровой, то и блок для преобразования аналогового сигнала (АЦП). Рассмотрим принцип работы чувствительного элемента тензометрического датчика на примере тензорезистивного компонента – они нашли наиболее широкое применение.

Тензометрический датчик резистивного типа представляет собой гибкую плёнку или подложку, на которую нанесён резистивный слой. Если это плёночный датчик – тонкое напыление или фольга, если проволочный — на гибкой подложке размещена проволока. Напыление или проволока укладываются в извилистую линию.

При механическом воздействии на подложку он изгибается, в результате чего плёнка, фольга или проволока растягивается. Соответственно в натянутом состоянии изменяется (уменьшается) её площадь поперечного сечения и сопротивление увеличивается. При снижении давления подложка возвращается в исходное положение, резистивный слой тоже, а его сопротивление начинает уменьшаться и возвращаться к норме.

Пьезоэлектрические чувствительные органы работают напротив. При давлении на пьезокристалл возникает ЭДС, тогда как у пьезорезистивных датчиков из тонких плёнок полупроводников также изменяется сопротивление.

Ещё можно встретить и емкостные датчики – это приборы, принцип работы которых заключается в измерении ёмкости между гибкими пластинами. А также электромагнитные устройства, в которых под воздействием на магнитопровод изменяются характеристики контура.

Схема подключения

Как работает тензодатчик мы разобрались. Теперь следует ознакомиться со схемой подключения. Блок схема устройства, которое считывает сигнал, изображена на рисунке ниже. На ней вы видите один из вариантов усиления и преобразования сигнала с датчика.

Если рассмотреть тензорезистивный датчик, то реально он представляет собой мост из резисторов, включённый следующим образом. Такая схема включения называется «Мост Уинстона» или измерительный мост.

Для его работы недостаточно подключить лишь сигнальные провода, нужны еще и провода питания. В некоторых сложных системах могут подключаться еще и провода для термостабилизации или других функций.

На видео подробно рассказывается, что собой представляют тензометрические датчики и как они работают:

Современные тензометрические датчики в зависимости от своего назначения могут использоваться в установках для измерения от долей грамм до сотен тон. Соответственно для каждого диапазона весов подбираются тензодатчки определённой конструкции и типа чувствительного элемента. Кроме измеряемых весов немаловажную роль в выборе контрольно-измерительной аппаратуры играет и условия, в которых они будт работать, а также требуемый класс точности.

Материалы по теме:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector