Gərginlikölçənlər bərk cismin ölçülən elastik deformasiyasını elektrik siqnalına çevirən cihazlardır. Bu, həndəsi ölçüləri gərginlikdən və ya sıxılmadan dəyişdikdə sensor keçiricisinin müqavimətinin dəyişməsi səbəbindən baş verir.
Gərginlikölçən: iş prinsipi
Cihazın əsas elementi elastik konstruksiyaya quraşdırılmış gərginlikölçəndir. Gərginlikölçənlər verilən artan qüvvə ilə pilləli yükləmə və elektrik müqavimətinin böyüklüyünü ölçməklə kalibrlənir. Sonra onu dəyişdirməklə tətbiq edilən naməlum yükün və ona mütənasib olan deformasiyanın qiymətlərini müəyyən etmək mümkün olacaq.
Sensorların növündən asılı olaraq ölçə bilərsiniz:
- güc;
- təzyiq;
- hərəkət;
- fırlanma momenti;
- sürətlənmə.
Quruluşun ən mürəkkəb yükləmə sxemi ilə belə, fəaliyyət açıqdırgərginlikölçən öz qəfəsini əsas adlanan uzun hissə boyunca uzatmağa və ya sıxmağa qədər azaldılır.
Hansı gərginlikölçənlərdən istifadə olunur
Mexanik təsir altında aktiv müqavimət dəyişikliyi ilə ən çox yayılmış gərginlikölçən növləri - gərginlikölçənlər.
Naqil gərginlikölçənləri
Ən sadə nümunə, öyrənilən hissəyə bərkidilmiş düz nazik naqil parçasıdır. Onun müqaviməti: r=pL/s, burada p - müqavimət, L uzunluq, s - kəsik sahəsidir.
Hissə ilə birlikdə yapışdırılmış məftil elastik deformasiyaya uğramışdır. Eyni zamanda onun həndəsi ölçüləri dəyişir. Sıxıldıqda dirijorun kəsişməsi artır, uzandıqda isə azalır. Buna görə müqavimətin dəyişməsi deformasiya istiqamətindən asılı olaraq işarəni dəyişir. Xarakteristika xəttidir.
Genzometrin aşağı həssaslığı kiçik ölçmə sahəsində telin uzunluğunu artırmaq ehtiyacına səbəb oldu. Bunu etmək üçün, bir lak və ya kağız filmindən izolyasiya plitələri ilə hər iki tərəfdən yapışdırılmış bir spiral (torlu) tel şəklində hazırlanır. Elektrik dövrəsinə qoşulmaq üçün cihaz iki mis qurğuşun tel ilə təchiz edilmişdir. Onlar qıvrılmış telin uclarına qaynaqlanır və ya lehimlənir və elektrik dövrəsinə qoşulmaq üçün kifayət qədər güclüdür. Gərginlikölçən elastik elementə və ya yoxlanılan hissəyə yapışqanla bərkidilir.
Təftilli yük hüceyrələrinin aşağıdakı üstünlükləri var:
- sadə dizayn;
- gərginlikdən xətti asılılıq;
- kiçik ölçülü;
- aşağı qiymət.
Dezavantajlara aşağı həssaslıq, ətraf mühitin temperaturunun təsiri, nəmdən qorunma ehtiyacı, yalnız elastik deformasiyalar sahəsində istifadə daxildir.
Yapışqanın ona yapışma qüvvəsi onu uzatmaq üçün tələb olunan qüvvəni xeyli aşdıqda naqil deformasiyaya uğrayacaq. Bağlayıcı səthin kəsik sahəsinə nisbəti 160-dan 200-ə qədər olmalıdır ki, bu da onun 0,02-0,025 mm diametrinə uyğundur. 0,05 mm-ə qədər artırıla bilər. Sonra, tənzimləyicinin normal işləməsi zamanı yapışan təbəqə məhv edilməyəcəkdir. Bundan əlavə, sensor sıxılmada yaxşı işləyir, çünki məftil telləri yapışan film və hissə ilə ayrılmazdır.
Folqa Yük Hüceyrələri
Folqa yük elementinin parametrləri və iş prinsipi məftillilərinki ilə eynidir. Yeganə material nikrom, konstantan və ya titan-alüminium folqadır. Fotolitoqrafiya istehsal texnologiyası mürəkkəb qəfəs konfiqurasiyasını əldə etməyə və prosesi avtomatlaşdırmağa imkan verir.
Naqilli gərginlikölçənlərlə müqayisədə folqa gərginlikölçənlər daha həssasdır, daha çox cərəyan keçirir, gərginliyi daha yaxşı ötürür, daha güclü ötürücülərə malikdir və daha mürəkkəb modelə malikdir.
Yarımkeçirici yük hüceyrələri
Setsorların həssaslığı məftillərdən təqribən 100 dəfə yüksəkdir ki, bu da onları gücləndiricilər olmadan tez-tez istifadə etməyə imkan verir. Dezavantajlar kövrəklik, ətraf mühitin temperaturundan yüksək asılılıq və əhəmiyyətlidirparametr yayılması.
Gərginlikölçən spesifikasiyaları
- Baza - şəbəkə keçiricisinin uzunluğu (0,2-150 mm).
- Nominal müqavimət R - aktiv müqavimət dəyəri (10-1000 Ohm).
- İş təchizatı cərəyanı Ip - gərginlikölçən nəzərəçarpacaq dərəcədə qızmadığı cərəyan. Həddindən artıq qızdırıldığında, sensor elementin, əsasın və yapışan təbəqənin materiallarının xüsusiyyətləri dəyişir, oxunuşları təhrif edir.
- Gərginlik əmsalı: s=(∆R/R)/(∆L/L), burada R və L müvafiq olaraq elektrik müqaviməti və yüklənməmiş sensorun uzunluğudur; ∆R və ∆L - xarici qüvvədən müqavimətin və deformasiyanın dəyişməsi. Müxtəlif materiallar üçün müsbət (R gərginliklə artır) və mənfi (R sıxılma ilə artır) ola bilər. Müxtəlif metallar üçün s dəyəri -12,6 ilə +6 arasında dəyişir.
Gərginlikölçənləri işə salmaq üçün sxemlər
Kiçik elektrik siqnallarını ölçmək üçün ən yaxşı seçim körpü bağlantısıdır, onun mərkəzində voltmetrdir. Ən sadə misal, qollarından birində birləşdirildiyi elektrik körpüsü prinsipinə uyğun olaraq qurulmuş bir gərginlikölçən ola bilər. Onun boşaldılmış müqaviməti qalan rezistorlarla eyni olacaq. Bu halda, cihaz sıfır gərginlik göstərəcək.
Genometrin işləmə prinsipi qüvvələrin sıxıcı və ya dartıcı olmasından asılı olaraq onun müqavimətinin qiymətini artırmaq və ya az altmaqdır.
Genzometrin temperaturu göstəricilərin dəqiqliyinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Oxşar gərginlik müqaviməti yüklənməyəcək körpünün digər qoluna daxil edilərsə, o, istilik effektlərini kompensasiya etmək funksiyasını yerinə yetirəcək.
Ölçmə dövrəsi rezistora qoşulmuş naqillərin elektrik müqavimətinin dəyərlərini də nəzərə almalıdır. Onların təsiri gərginlikölçən və voltmetrin sancaqlarından birinə qoşulmuş başqa bir naqil əlavə etməklə azaldılır.
Hər iki sensor elastik elementə elə yapışdırılırsa ki, onların yükləri işarə baxımından fərqlənir, siqnal 2 dəfə gücləndiriləcək. Yuxarıdakı diaqramda oxlarla göstərilən yüklərlə dövrədə dörd sensor varsa, həssaslıq əhəmiyyətli dərəcədə artacaq. Tel və ya folqa gərginlikölçənlərin bu əlaqəsi ilə adi mikroampermetr elektrik siqnal gücləndiricisi olmadan oxunuşlar verəcəkdir. Elektrik körpüsünün hər qolunda bir-birinə bərabər olması üçün bir multimetrdən istifadə edərək müqavimət dəyərlərini dəqiq seçmək vacibdir.
Mühəndislikdə gərginlikölçənlərin tətbiqi
- Tərəzi dizaynının bir hissəsi: çəkin zamanı sensor gövdəsi elastik şəkildə deformasiyaya uğrayır və onunla birlikdə bir dövrə ilə birləşdirilmiş gərginlikölçənlər ona yapışdırılır. Elektrik siqnalı sayğaca ötürülür.
- Tikinti konstruksiyalarının və mühəndis konstruksiyalarının tikintisi və istismarı prosesində onların gərginlik-deformasiya vəziyyətinin monitorinqi.
- Emal zamanı deformasiya qüvvələrinin ölçülməsi üçün gərginlikölçənlərprokat dəyirmanlarında və ştamplama preslərində metal təzyiqi.
- Polad və digər sənayelər üçün yüksək temperatur sensorları.
- Kimyəvi cəhətdən aqressiv mühitlərdə işləmək üçün paslanmayan poladdan elastik elementli ölçmə sensorları.
Standart gərginlikölçənlər yuyucular, sütunlar, sadə və ya ikitərəfli tirlər, S şəkilli formada hazırlanır. Bütün strukturlar üçün qüvvənin bir istiqamətdə tətbiq edilməsi vacibdir: yuxarıdan aşağıya və ya əksinə. Ağır iş şəraitində xüsusi dizaynlar parazitar qüvvələrin təsirini aradan qaldırmağa imkan verir. Onların qiymətləri əsasən bundan asılıdır.
Genometrlər üçün qiymət yüzlərlə rubldan yüz minlərlə rubla qədər dəyişir. Çox şey istehsalçıdan, dizayndan, materiallardan, istehsal texnologiyasından, ölçülmüş parametrlərin dəyərlərindən, əlavə elektron avadanlıqdan asılıdır. Əksər hallarda onlar müxtəlif tərəzi növlərinin komponentləridir.
Nəticə
Bütün tenzometrlərin işləmə prinsipi elastik elementin deformasiyasının elektrik siqnalına çevrilməsinə əsaslanır. Müxtəlif məqsədlər üçün fərqli sensor dizaynları var. Gərginlikölçənləri seçərkən, sxemlərin təhrif olunmuş temperatur göstəriciləri və parazitar mexaniki təsirlərə görə kompensasiyaya malik olub-olmadığını müəyyən etmək vacibdir.
