Тензометрические датчики

Тензодатчики

Тензометрические датчики

Любые вопросы по применению, наличию, подбора аналогов тензодатчиков и весовой электронике Вы можете задать по телефону (495) 649-49-01

Основным элементом автоматизации БСУ являются весовые дозаторы. Современная система взвешивания базируется на тензодатчиках (или датчиках силы). Тензометрический датчик представляет собой металлическую конструкцию, во внутрь которой помещены резисторы с электрической схемой. Тензодатчик механически связан с корпусом весов (весового дозатора). При изменении веса дозатора, корпус тензодатчика подвергается деформации, которая передается на тензорезисторы. Электрический сигнал с тензорезисторов передается на измеритель, в роли которого, как правило, выступает весовой терминал.

Современные достижения в конструкциях тензометрических датчиков, использованные вкупе со стандартной проверенной тензорезисторной технологией, позволяют создавать компактные и точные датчики из различных материалов с широкой сферой применения и могут быть использованы в различных типах весовых систем и устройств, обеспечивая высокую эффективность, точность и экономичность решений.

Принцип работы тезодатчика

Работа тензодатчика основана на простых принципах механики. Если на механическую конструкцию действуют внешние силы, она изменяет свою форму таким образом, чтобы противостоять воздействию этих сил. Такие изменения могут быть значительными и явными, как в случае изгиба удочки при вытаскивании пойманной рыбы или могут быть микроскопическими, например – прогиб большого моста при проезде по нему автомобиля. Если в данной металлической конструкции сделать небольшое отверстие, оно будет деформироваться в эллипс при деформации самой конструкции, прямо пропорционально приложенной к конструкции силе. Если в это отверстие вклеить пленочный тензорезистор, можно с большой точностью измерить эту деформацию или нагрузку. Таким образом, тензорезистор эффективно превращает всю конструкцию в датчик для измерения силы, нагрузки или положения.

Точность тензоизмерений

Максимальная нагрузка на тензодатчик зависит от конструкции: существующие системы имеют пределы взвешивания от нескольких грамм до сотен тысяч тонн. При этом обеспечивается минимальная чувствительность к колебаниям температуры за счет схемотехнических решений. В современных тензодатчиках используется двойной мост (мост Кельвина), что позволяет снизить ошибки нелинейности, повторяемости и гистерезиса. Определенная степень тщательности должна быть обеспечена при выборе места установки и в процессе самой установке датчиков в конструкцию (устройство). Необходимо учитывать, что на точность полученной системы влияют количество датчиков, нагрузка на каждый датчик, материал самой конструкции. Отметим, что минимального уровня ошибок можно достичь только при правильной инсталляции датчиков в конструкцию.

Срок службы тензодатчиков

Тензодатчики для производств бетона изготавливаются из нержавеющей стали и полностью герметичны (IP68), что обеспечивает их длительную эксплуатацию практически в любых внешних условиях, включая высокую температуру, прямое попадание воды, снег, туман, высокую влажность и прямые солнечные лучи. Диапазон рабочих температур – от -40° до 80°C, с минимальными температурными изменениями характеристик. Используя соответствующий вторичный прибор, тензоизмеритель, с помощью тензодатчиков можно измерять вес, деформацию, объем и другие физические параметры.

Типичные методы тензоизмерений

(Стрелками показаны линии приложения силы и направления деформации)

Растяжение
Сжатие
Изгиб, растяжение
Изгиб, сжатие
Деформация
Кручение

Расчет выходного сигнала тензодатчика

Расчет выходного сигнала

На уровень выходного сигнала датчика, установленного в конструкцию влияет множество факторов. Для получения надежной оценки уровня выходного сигнала необходимо выполнить простые вычисления на базе изменения максимальной нагрузки внутри конструкции и в области поперечного сечения элемента или балки, в которой установлен тензодатчик.

Минимальный выходной сигнал

Необходимо убедиться, что датчик воспринимает достаточные нагрузки во всем рабочем диапазоне для обеспечения достаточного и применимого уровня сигнала. Практическое правило: тензодатчик должен подвергаться изменениям нагрузки на единицу площади поперечного сечения не менее 15Н/мм2 для стали (5Н/мм2 для алюминия).

Максимальный выходной сигнал

Как правило, несущие конструкции действующих объектов в нормальных рабочих условиях не могут подвергнуть встраиваемый датчик чрезмерным нагрузкам, которые приведут к его повреждению. При встраивании датчика в металлические элементы конструкции необходимо, чтобы изменение нагрузки на единицу площади поперечного сечения не превышало 75Н/мм2 для стали (25Н/мм2 для алюминия).

Тензометрические датчики подразделяются:

по типам (балочные, S-образные, таблеточные, сдвоенная балка и т.п.);
по максимальной нагрузке ( от нескольких грамм до десятков и сотен тонн);
по чувствительности (1..2..3 mV выходного сигнала на 1 V питающего напряжения);
по классу точности (количество поверочных интервалов) и т.д.

Классификация тензодатчиков по области применения:

тензодатчики для С/Х оборудования;
тензодатчики для прокатных станов;
тензодатчики для штамповочных прессов;
тензодатчики для автопогрузчиков;
тензодатчики для контроля износа оборудования;
тензодатчики для охранных систем;
тензодатчики для измерения нагрузок в конструкциях;
тензодатчики для измерения моментов;
тензодатчики для взвешивания емкостей;
тензодатчики для монорельсовых весовых систем;

На складе ИЦ ПРОМСЕРВИС всегда имеются в наличии распространенные типы тензодатчиков различных номиналов. Также наши инженеры смогут подобрать аналоги датчиков различных производителей.