Що таке тензодатчик?
Тензометричний датчик, відповідно до п.2.1.2 ГОСТ 8.631-2013, є ваговимірювальним елементом, який реагує на зміну величини фізичної дії (зусилля) і переводить його в електричний сигнал. Фактично це резистор, що змінює параметр омічного опору, по відношенню до сили, що додається. На практиці широко використовуються для вимірювання маси та навантаження у ваговимірювальних системах. Залежно від сфери застосування використовують різні типи тензодатчиків, що відрізняються як принципом дії, так і конструктивними особливостями.
Конструкція
Як приклад розглянемо найпростіший варіант тензодатчика, де у ролі чутливого елемента виступає тензорезистор. Конструктивно його можна подати у вигляді тонкого пружного дроту або плівки, розподіленої по контрольованій поверхні.
Робота тензорезистора ґрунтується на законі Гука, що свідчить, що зміна електричного опору по відношенню до вихідного положення елемента пропорційно до подовження або стиснення сенсора.
Пристрій та принцип роботи
Основу тензодатчика становить тензорезистор, оснащений спеціальними контактами, закріпленими передній частині вимірювальної панелі. У процесі вимірювання чутливі контакти панелі стикаються з об'єктом. Відбувається їх деформація, яка вимірюється та перетворюється на електричний сигнал, що передається на елементи обробки та відображення вимірюваної величини тензометричного датчика.
Залежно від сфери функціонального використання датчики різняться як у типах, і за видами вимірюваних величин. Важливим фактором є потрібна точність виміру. Наприклад, тензодатчик вантажних ваг на виїзді з хлібозаводу зовсім не підійде до електронних аптекарських ваг, де важлива кожна сота частина грама.
Переваги та недоліки тензодатчиків
Широке застосування тензодатчики отримали завдяки своїм властивостям:
можливості монолітного з'єднання датчика деформації з досліджуваною деталлю;
малу товщину вимірювального елемента, що забезпечує високу точність вимірювання з похибкою 1-3 %;
зручність кріплення, як на плоских, так і на криволінійних поверхнях;
можливості вимірювання динамічних деформацій, що змінюються із частотою до 50000 Гц;
можливості проведення вимірювань у складних умовах довкілля в температурному інтервалі від -240 до +1100?
можливості вимірювання параметрів одночасно в багатьох точках деталей;
можливості виміру деформації об'єктів, розташованих на великих відстанях від тензометричних систем;
можливістю вимірювання деформацій у деталях, що рухаються (крутяться).
З недоліків слід зазначити:
вплив метеоумов (температури та вологості) на чутливість датчиків;
незначні зміни опору вимірювальних елементів (близько 1%) потребує підсилювачів сигналів.
під час роботи тензодатчиків за умов високотемпературного чи агресивного середовища необхідні спеціальні заходи для їх захисту.
Як обрати?
При виборі моделі для вимірювання будь-якого фізичного зусилля або ваги необхідно керуватися основними параметрами сенсора. До таких характеристик належать:
Діапазон вимірювань – визначає межі вагового навантаження, яке зможе фіксувати тензодатчик;
Клас точності – вибирається залежно від параметрів обладнання та вимог до точності вимірів;
Схема підключення – за кількістю висновків, що підключаються, може використовуватися чотири або шестипровідна схема;
Термокомпенсація – для тензодатчиків, де потрібна висока точність вимірювань, важливо враховувати вплив температури навколишнього середовища, застосовуються термокомпенсуючі елементи;
Ступінь захисту – позначається індексом IP та визначає стійкість до впливу пилу та вологи на тензодатчик.
Офіційний сайт компанії АСП https://асп.рф/
