Tüvemõõturi mõõtmise alused

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Pingutusmõõtur on üks kõige kasulikumaid vahendeid materjali laienemise või kokkutõmbumise täpseks mõõtmiseks jõudude rakendamisel. Pingutusmõõturid on kasulikud ka rakendatud jõudude kaudseks mõõtmiseks, kui need on joondatud materjali deformatsiooniga ligikaudu lineaarselt.

Mis on tüvemõõdikud

Tüvemõõturid on andurid, mille elektritakistus varieerub proportsionaalselt koormuse hulgaga (materjali deformatsioon).



Ideaalne koormusemõõtja muudaks selle takistust proportsionaalselt pinna pikisuunalise koormusega, millele andur on kinnitatud.

Kuid on ka muid tegureid, mis võivad vastupidavust mõjutada, näiteks temperatuur, materjali omadused ja liim, mis seob gabariidi materjaliga.



Pingutusmõõtur koosneb väga peenest metalltraadist või -fooliumist paralleelselt võre külge, mis on pingutatud pinnale ühendatud õhukese isoleeritud epoksükihiga. Kui ühendatud materjal on pingutatud, kandub tüvi liimi kaudu edasi. Võre kuju on kujundatud mustriga, mis tagab maksimaalse takistuse muutuse pindalaühiku kohta.

Kuidas valida tüvemõõturit

Rakenduse jaoks pingutusmõõturi valimisel on kolm peamist kaalutlust töötemperatuur, tuvastatava tüve olemus ja stabiilsusnõuded.

Kuna deformatsioonimõõtur on kinnitatud pingutatud pinnale, on oluline, et gabariit oleks pingutatud võrdselt pinnaga. Liimmaterjal tuleks hoolikalt valida, et koormus andurile laias temperatuurivahemikus ja muudes tingimustes usaldusväärselt edasi kanduks.

Tüvemõõturi takistuse väärtus varieerub rakendatud tüve funktsioonina vastavalt: muutus R / R = S kus R on takistus, e on deformatsioon ja S on deformatsiooni tundlikkustegur. Metallist fooliumimõõturite puhul on pingetundlikkuse tegur umbes 2.

Tüve juurdekasv on tavaliselt väiksem kui 0,005 tolli / toll ja seda väljendatakse sageli mikrotüve ühikutes. Valemilt on näha, et tüvemõõturi takistus muutub antud tüvega väga väikestes kogustes, suurusjärgus 0,1%.

Seejärel saab selle takisti pingenäidet eemaldada millivoltides voltide kohta (mV / V), et anda pinge mõõteväärtus.

Poissoni suhe on materjalis pingutamisel tekkiv hõrenemine ja pikenemine. Kui näiteks takistusjuhtmele rakendatakse tõmbetugevust, muutuks traat veidi pikemaks ja samal ajal õhemaks. Nende kahe tüve suhe on Poissoni suhe.

See on deformatsioonimõõturi mõõtmise põhiprintsiip, kuna traadi takistus suureneks Poissoni efekti tõttu proportsionaalselt.

Kuidas tüvemõõturi väljundit täpselt mõõta

Väikese takistuse muutuse täpseks mõõtmiseks leitakse pingemõõdikud peaaegu alati silla konfiguratsioonis koos pinge ergastusallikaga.

Wheatstone'i silda kasutatakse tavaliselt vastavalt skeemile. Sild on tasakaalus, kui takisti suhted on mõlemal küljel võrdsed või R1 / R2 = R4 / R3. Ilmselt on antud tingimustes väljundpinge null.

Kui deformatsioonimõõturi takistus (Rg) muutub, muutub väljundpinge (Vout) mõne millivoldi võrra ja seejärel võimendab diferentsiaalvõimendi seda pinget loetava väärtuse tagastamiseks.

See Wheatstone'i vooluring sobib hästi ka temperatuuri kompenseerimiseks - see võib peaaegu temperatuuri mõju kõrvaldada. Mõnikord on gabariidi materjal mõeldud soojuspaisumise kompenseerimiseks, kuid see ei eemalda termotundlikkust täielikult.

Parema soojuskompensatsiooni saavutamiseks võib sellise takisti nagu R3 asendada sarnase pingutusmõõturiga. See kipuks temperatuuri mõju nullima.

Tegelikult võiks temperatuuri maksimaalse stabiilsuse tagamiseks kõik neli takistit asendada deformatsioonimõõturiga. Neist kaks (R1 ja R3) võiksid olla seatud kompressiooni mõõtmiseks, ülejäänud kaks (R2 ja R4) aga pinge mõõtmiseks.

See mitte ainult ei kompenseeri temperatuuri, vaid suurendab ka tundlikkust neli korda. Elektritakistuse elementidega pingutusandurid on ülekaalukalt kõige levinumad anduri tüübid pingete mõõtmiseks, kuna neil on ka madalama hinnaga eelised kui väljakujunenud.

Neid on saadaval väikestes suurustes ja temperatuuri muutused mõjutavad neid vaid mõõdukalt, saavutades samal ajal vea alla +/- 0,10%. Liimitud takistusmõõturid on samuti väga tundlikud ja neid saab kasutada nii staatilise kui ka dünaamilise koormuse mõõtmiseks.

Teatud rakenduste jaoks on aga saadaval muid tüüpe, näiteks pieso-takistuslik, süsinikresistentne, pooljuhtiv, akustiline, optiline ja induktiivne.

Kondensaatorahelal on isegi pingemõõturiga andureid.




Eelmine: Odavaim SMPS-vooluring MJE13005 abil Järgmine: kasutage arvutit nagu ostsilloskoobi