Содержание

Тензодатчик – WIKA Россия

Тензодатчик задумывалcя как специальный вид преобразователя силы для взвешивающего оборудования. Калибровка выполняется с граммах, килограммах или тоннах, а не в Ньютонах, как обычно происходит при измерении силы. Встроенные измерители деформации преобразуют вызванную весовыми нагрузками упругую деформацию тензодатчика в пропорциональный электрический сигнал. Это позволяет выполнять измерения с очень высокой точностью от 0,01 % и 0,05 % Fnom.

Путем объединения с tecsis, опытным производителем измерительной техники с мировым именем, компания WIKA предлагает широкий ассортимент высококачественных изделий, от весовых платформ, датчиков балочного типа до тензодатчиков сжатия.

Тензодатчик – бесконтактное измерение уровня

Для большинства применений предпочтительно измерять уровень без проникновения в резервуар или камеру.

Таким образом измерения не будут зависеть от используемых материалов и его свойств. Для резервуаров с разными геометрическими формами и размерами, например, бункеров, контейнеров или баков, мы предлагаем подходящий тензодатчик, полностью отвечающий этим требованиям – независимо от типа и свойств технологической среды. Несущественно, будет ли эта среда жидкой или твердой, агрессивной, склонной к пенообразованию или пылящей, выделяющей пар, проводящей или непроводящей электрический ток или содержащей твердые частицы малого или большого размера. Кроме того, на результаты измерений не будут влиять ни загрузочный ковш, ни конусный штабель, ни пробки или пустоты, ни осадок или комки, ни даже мешалки.

Весовые измерения уровня также востребованы в критичных к температуре применениях, а также в тех случаях, когда требуется высокая износостойкость и прочность, например, в сталелитейной промышленности.

Тензодатчик – определение эксцентрической нагрузки

Совершенно очевидно, что среди всех вариантов

 наибольшее распространение получил именно одноточечный тензодатчик, который имеет самый широкий диапазон возможных применений. Он также известен как платформенный тензодатчик, который особенно хорошо подходит для использования в весах и оборудовании для взвешивания массы с непредсказуемой центровкой.

Его установка и использование оказывается очень простой. Как можно видеть на примере обычных напольных весов, тензодатчик нечувствителен к боковой и угловой нагрузкам. Обычно он используется в логистическом секторе, в машиностроении или в упаковочной промышленности.

Тензодатчик – быстрое определение массы

Тензодатчик балочного типа часто используются для определения массы резервуаров малого и среднего размера. В таких измерениях основную роль играет высокая точность, хорошая степень пылевлагозащиты, прочность, надежность и низкая стоимость.

Балочный тензодатчик крепится за два монтажных отверстия со стороны преобразователя с кабельным выходом. С противоположной стороны сила прикладывается перпендикулярно измерительному устройству, точно по центру без каких-либо поперечных сил. Поскольку он производится полностью из нержавеющей стали, обеспечивается безаварийная работа даже в самых неблагоприятных условиях окружающей среды.

Тензодатчик – области применения

Весовое оборудование WIKA используется в самых разных отраслях промышленности и в самых разнообразных применениях. Приведенные ниже примеры служат иллюстрацией этого многообразия:

  • Медицинская техника:
    Наши изделия, например, помогают контролировать массу тела новорожденных в инкубаторах.
    В донорских весах для взвешивания и перемешивания крови тензодатчик используется для точного определения объема взятой у донора крови.

  • Сельское хозяйство:
    С помощью нашей техники можно с высокой точностью измерить уровни агрессивной среды, такой как силос. В сельском хозяйстве, например, можно использовать тезнодатчик и обеспечить точное взвешивание для определения урожайности на зерноуборочном комбайне.

  • Машиностроение:
    Наш тензодатчик используется, например, в аппаратах для термоупаковки. Платформенный тензодатчик измеряет оптимальное контактное сжатие для нагретой направляющей.

Если Вам требуется что-либо, отсутствующее в имеющемся ассортименте, наши специалисты с удовольствием порекомендуют и найдут вместе с Вами  решение, которое подходит для Вашего конкретного случая.

Положитесь на наш многолетний опыт и знания!


Свяжитесь с нами

Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:

METTLER TOLEDO Весы для лаборатории, производства и торговли

Измерительные приборы – это оборудование, используемое для точного определения различных параметров исследуемых объектов. Наша компания занимается про…

Измерительные приборы – это оборудование, используемое для точного определения различных параметров исследуемых объектов. Наша компания занимается производством и обслуживанием контрольно-измерительных приборов и весового оборудования для различных отраслей промышленности.

Предлагаем купить измерительные приборы для оптимизации технологических процессов, повышения производительности и снижения затрат. Точные инструменты позволят установить соответствие нормативным требованиям.

Мы осуществляем продажу измерительных приборов, предназначенных для исследовательской деятельности и научных разработок, производства продукции и контроля качества, логистики и розничной торговли. МЕТТЛЕР ТОЛЕДО предлагает следующие измерительные приборы для различных областей применения:

Лабораторное оборудование

Для научных и лабораторных исследований требуются высокоточные измерительные и аналитические приборы и системы. Они используются для взвешивания, анализа, дозирования, автоматизации химических процессов, измерения физических и химических свойств, концентрации газов, плотности, спектрального анализа веществ и рефрактометрии, химического синтеза, подготовки проб, реакционной калориметрии, анализа размеров и формы частиц. Специализированное программное обеспечение позволяет управлять процессами и получать наглядное отображение данных.

Лабораторное оборудование включают следующие системы:

Промышленное оборудование

Если вас интересуют промышленное измерительное оборудование, предлагаем купить подходящие системы для взвешивания, контроля продукции, решения логистических задач и транспортировки грузов. Используйте точные приборы для стандартного и сложного дозирования, взвешивания в сложных условиях и взрывоопасной среде. Обеспечьте точность результатов с помощью поверочных гирь и тестовых образцов. Подключение периферийных устройств к приборам позволит регистрировать результаты и параметры взвешивания. Программное обеспечение с понятным интерфейсом оптимизирует процессы посредством управления оборудованием с ПК.

Ассортимент промышленных контрольно-измерительных приборов и инструментов включает:

Весы для магазинов и оборудование для розничной торговли

В сфере розничной торговли продовольственными товарами необходимы измерительные приборы и оборудование для взвешивания и маркировки товаров. Используйте весы для решения типовых задач, печати чеков и быстрого взвешивания, разгружающего поток покупателей. В сложных ситуациях пригодятся специализированные весовые системы с нетребовательным обслуживанием и уходом. ПО и документация упростят настройку системы и обучение персонала.

Вниманию покупателей предлагаются следующее оборудование для торговли:

Как купить весы МЕТТЛЕР ТОЛЕДО?

Чтобы купить оборудование на нашем сайте, оформите запрос в режиме онлайн в соответствующем разделе. Уточните задачу, которая должна быть решена с помощью требуемого прибора. Укажите контактные данные: страну, город, адрес, телефон, e-mail, название предприятия. Заполненная форма направляется специалисту компании, который свяжется с вами для уточнения ключевых моментов.

Сеть представительств METTLER TOLEDO для обслуживания и сервисной поддержки распространена по всему миру. В России отдел продаж и сервиса расположен в Москве. Региональные представительства по продажам находятся также в Казани, Ростове-на-Дону, Самаре, Екатеринбурге, Красноярске, Уфе, Хабаровске, Новосибирске.

Отправьте отзыв, задайте вопрос специалисту, свяжитесь с конкретным отделом. Воспользуйтесь онлайн-формой обратной связи или позвоните по указанному телефону офиса в выбранном регионе. Консультанты ответят на каждое обращение и вышлют коммерческое предложение по индивидуальному запросу.


Тензометрические датчики – Справочник химика 21

Рис. 111-10. Типы тензометрических датчиков давления

    Конструкция рабочей ячейки 2, в которой помещается исследуемое вещество, обеспечивает благоприятные условия для создания равномерного температурного поля по ее длине. Конструкция узла заполнения 1 обеспечивает возможность продувки ячейки сжатым газом, промывку и создание определенного соотношения объемов жидкой и паровой фаз. Необходимая температура создается с помощью проволочного нагревателя, намотанного на корпус ячейки. Принципиальная электрическая схема тензометрического датчика давления 3 приведена на рис. 11. [c.28]
Рис. 7.8. Конструкция гибридного тензометрического датчика давления
    Многочисленные исследования показали, что роторные аппараты являются широкополосными излучателями, но в их частотном спектре всегда присутствует частота с максимальной амплитудой звукового давления.
В этой работе считается, что эта частота есть следствие перекрытия элементов перфорации ротора и статора, вблизи которых расположен тензометрический датчик. Эта частота определяется как  [c.86]

    Для исследования суспензий, разделяющихся с большой скоростью, что затрудняет визуальное наблюдение за процессом, применена фильтровальная установка, позволяющая пользоваться осциллографом [149]. Она включает консольную балку, на свободный конец которой подвешена тарелка с мерным сосудом. Деформация балки измеряется тензометрическими датчиками и гальванометры осциллографа отмечают изменение количества фильтрата во времени. [c.160]

    Нагружающимся устройством в рабочих камерах стенда создают необходимое давление и включают двигатель. По показаниям приборов 4 и 10 в каждой из испытываемых пар раздельно регулируют момент трения тензометрическими датчиками, наклеенными на стальные балки, воспринимающие нагрузки рычагов, связанных с корпусами уплотнений /7 и 11.

[c.126]

    Разработана [18, с. 16—18] и изготовлена экспериментальная установка, позволяющая быстро измерять давление насыщенных паров авиационных топлив в широком диапазоне температур и давлений. Особенность установки — использование для измерения абсолютного давления мембранного тензометрического датчика и возможность проведения эксперимента в условиях монотонно изменяющейся температуры опыта. Принципиальная схема установки приведена на рис. 10. [c.28]


    Принцип действия машины заключается н следующем. Нижний образец в виде пластины жестко крепят к ползуну, совершающему возвратно-поступательное движение. Три верхних образца прижимают к нижнему с помощью грузов и удерживают от перемещения упругим элементом. Силы, возникающие в зоне трения образцов, передаются на упругий элемент и деформируют его. Деформация кольца вызывает изменение сопротивления тензометрических датчиков, наклеенных на него. Сигнал с датчиков передается на показывающий прибор.
[c.82]

    Один из образцов закрепляют в подвижной части суппорта 4 и грузами 5 прижимают к барабану 2, на который предварительно наматывают наждачную бумагу, ткань и т. д. При вращении барабана в зоне контакта возникает сила трения, которая через подвижную часть суппорта 4 воздействует на упругий элемент силоизмерителя. Деформация упругого элемента вызывает изменение сопротивления наклеенных на него тензометрических датчиков. Сигнал с датчиков передается на показывающий прибор или на шлейф осциллографа. Таким образом, непосредственно замеряется сила трения. 

[c.83]

    Результаты экспериментального исследования временной зависимости давления, замеренного безынерционным тензометрическим датчиком давлений в разных местах корпуса, заимствованные из работы , представлены на рис. У.И. Из рисунка видно, что величина локального значения давления действительно является периодической пилообразной функцией времени. [c.230]

    Для исследования релаксации напряжений и ползучести имеется разнообразная аппаратура, выпускаемая отечественной и зарубежной промышленностью. На рис. 8.7 представлен прибор типа Поляни для измерения релаксации напряжений при растяжении. В этом приборе постоянная деформация поддерживается путем удержания образца жесткими плоскими пружинами 12, соединенными последовательно с образцом. На пружине смонтирован измеритель нагрузки в виде тензометрического датчика 1, который обеспечивает непрерывную регистрацию процесса релаксации. Приращение длины образца измеряется катетометром (на рисунке не показан). 

[c.129]

    Рабочий диск 4 связан тросом 7 через стойку 9 с упругой пластинкой 10, на которую наклеены тензометрические датчики 11, собранные в мост Уитстона. Такая система позволяет непрерывно записывать изменение коэффициента трения самопишущим электронным потенциометром ПС-1. [c.350]

    Кроме пьезоэлектрического датчика, для определения давления применяют также тензометрический датчик, недостатками [c.19]

    На рис. 26.8, в показана структурная схема автоматизации дозатора, которая состоит из тензометрического датчика, тензометрического усилителя ТУ, блока управления БУ с задатчиком отмеряемой дозы и блока регистрации БР, обеспечивающего контроль и учет расхода продукции.

[c.1171]

    В работах [121, 125] осуществляли также запись давления р (/) в зоне горения с помощью тензометрических датчиков, которые наклеивали на наружную поверхность трубы вблизи точки поджигания. Градуировку датчиков проводили в статических условиях. [c.166]

    В отдельных случаях, когда при удалении выявленных дефектов образуются выборки, не позволяющие сохранить проектную конфигурацию корпуса (другие детали обычно сразу бракуются), вопрос о возможности использования такого дефектного сосуда и допустимых рабочих параметров для него решается на основании результатов специальных тензометрических исследований. Тензометрирование дефектного корпуса проводят при гидроиспытании автоклава маслом. Тензометрические датчики устанавливают вблизи и в удалении от зоны выборки с целью оценки влияния последней на напряженное состояние сосуда. Работа эта кропотливая, требует определенных навыков и специального оборудования. Тем не менее, учитывая высокую стоимость несущих сосудов, а также достаточно широкий интервал технологически приемлемых рабочих давлений, ее целесообразно проводить, особенно в случаях сравнительно незначительных дефектов, имеющих глубину не более 10 %-ной толщины стенки. Окончательное решение по пригодности дефектного сосуда принимается совместно разработчиком и заказчиком. Во всех случаях требуется очень плавная выборка дефектов с постепенным переходом на номинальные поверхности с целью уменьшения возможной концентрации напряжений. [c.222]

    В более старых системах серийных хроматографов применяются цельнометаллические манометры Бурдона, новейшие системы снабжены тензометрическими датчиками, связанными с чувствительными индикаторными приборами и соединенными с системой управления регулятором с помощью микропроцессора. [c.58]

    Для записи усилий, возникающих при деформировании образца 20, применена тензометрическая схема (рис. 1.7). Корпус прибора выполнен из массивных плит 2 и 1, которые могут устанавливаться в горизонтальное положение винтами I. Плиты соединены стойками 6. Силоизмерительное устройство представляет собой консольно закрепленные на подвижной планке 7 упругие балочки 8 я 10 различной жесткости, на которые наклеены тензометрические датчики сопротивления, причем чувствительность системы можно менять непрерывно, перемещая планку 7 по пазу плиты И.[c.25]

    Упругозлектрический нли тензометри-ческий манометр (рис. 9.51). Принцип измерения давления состоит в следующем [93, 94]. Под действием давления мембрана 3 изгибается. В тензометрическом датчике 4, скрепленном с мембраной 3, возникают упругие напряжения, которые позволяют определить давление по изменению электросопротивления датчика [93, 94]. Влияние давления на проволоку тензометра компенсируется с помощью дополнительного датчика 5. [c.466]


    Для целей данной работы важно измерение истинной скорости перехода образца в шейку, которая мон ет в общем случае не совпадать со средней скоростью движения зажимов. Эта истинная скорость определяется по относительной скорости раздвижения двух точек, одна из которых расположена слева, а другая — справа от линии, но которой происходит образование шейки, но в непосредственной близости от нее. Для измерения этой скорости была собрана простая схема, состоящая из двух зажимов, в одном из которых была закреплена нихромовая проволочка, а в другом — токосъемник. Зажимы укреплялись по обе стороны от границы шейки. Проволочка представляла собой простейший реохорд, на который подавалось постоянное напряжение. Измеряемое напряжение снимали с неподвижного зажима и токосъемника. Это напряжение линейно связано с перемещением фронта шейки, что позволяет следить за скоростью ее образования. Измеряемое напряжение подается на многоканальный шлейфовый осциллограф, причем на другой канал одновременно подается сигнал с тензометрического датчика, измеряющего усилие. Такая схема позволяет сопоставлять изменение во времени напряжения со скоростью образования шейки. [c.353]

    Ключевые слова низкотемпературная калориметрия, бинарная смесь, тензометрический датчик, давление, напряжение, деформация, уравнение состояния. [c.161]

    В практике проведения экспериментально-наладочных работ на компрессорных установках химической промышленности получили широкое распространение неохлаждаемые тензометрические датчики мембранного и цилиндрического типа.[c.83]

    Балансировочный станок имеет станину, привод и опоры с люльками. Для торможения детали после замеров двигатель снабжается магнитным тормозом. Люльки в опорах могут колебаться в направлении, перпендикулярном оси балансируемой детали. К люльке присоединяется датчик колебаний. Датчик имеет виброщуп, упирающийся в люльку или в подшипниковую опору (ири балансировке в собственных опорах). Пpи.v1eнeниe находят индукционные, пьезоэлектрические, тензометрические датчики, а также оптические методы. [c.128]

    Для определения минимального перемещения площадки, над которой может образоваться статический свод, были проведены специальные исследования с использованием тензометрических датчиков, которые устанавливались на днищах емкостей для измерения вертикальных давлений сыпучего материала. Получено, что для зерна перемещение горизонтальной площадки тензодат-чика не должно превышать 1—3 мкм, в противном случае над ней образуется свод и показания датчика искажаются [57].[c.39]

    Силовое воздействие грунта на трубопроводы сс13давалось при горизонтальных перемещениях труб в траншеях с помощью системы домкратов (рис. 33). Усилия, развиваемые домкратами, фиксировались тензометрическими динамометрами, а перемещения конца труб — индикаторами часового типа. Напряжения, возникающие в трубах в продольном направлении, измерялись тензометрическими датчиками сопротивления. [c.54]

    Машина позволяет проводить испытания в масляной среде. Для этого на ползун суппорта устанавливают бачок для масла 6 емкостью 200 см , из которого масло по специальной отводной трубке подают к зоне трения. Измерение касательной составляющей силы трения ведут с помощью тензометрических датчиков сопротивления, наклеенных на упругий элемент, деформируемый при действии на него внешней силы. Для усиления электрического сигнала, снимаемого с датчика, применен электронный усилитель. Датчик включают по схеме четырехплечевого балансного моста переменного тока. Два плеча этого моста составляют тензометрические датчики, а два других — постоянные сопротивления, которые помещены внутри усилителя. Для испытания образцов в различных температурных условиях внутри барабана размещен нагревательный элемент. Мощность его подобрана так, чтобы температура в 200 °С достигалась за 20 мин. [c.84]

    Силы трения замеряются при помощи пластины 19 с наклеенными тензометрическими датчиками, тензометрического усилич теля ТУ6С и осциллографа Н700. Сила трения, возникающая между образцами 17 я 18, передается через емкость 3 на пластину 19 и изгибает ее токи, возникающие при этом в тензо-метрических датчиках, усиливаются на тензометрическом усилителе 20 и записываются осциллографом 21 на фотобумагу. [c.93]

    Нами [35, с. 82—86 36, с. 53—56] разработана методика, которая позволяет проводить испытания на усталость и коррозионную усталость образцов с одновременной записью кривых изменения их макродеформации. Для этого была создана установка ФМИ-ЮД (рис. 14), работающая по принципу чистого изгиба цилиндрического образца 13, вращающегося в барабанах 9 л11. Запись диаграмм деформации образцов в процессе усталости производится при помощи электронного автоматического потенциометра 8. Прогиб образца фиксируется тензометрическим индикатором 7, который через регулировочный винт 5 контактирует с удлинительной планкой 6, жестко соединенной с барабаном машины. Тарировку тензометрических датчиков, а также контроль показаний потенциометра в ходе испытаний производили индикатором 4 часового типа.  [c.39]

    Можно использовать углеродные отложения в качестве токопроводящего материала при изготовлении неметаллических композитных резисторов, нафевателей и заземлителей, нафевостойких электропроводящих бумаг, картонов, труб, листов, емкостей, пленок, тензометрических датчиков, волноводов, защитных экранов, электродов. Этот материал в силу своей волокнистой Сфуктуры может применяться для снятия статического напряжения и отвода тепла с электронных плат, а также при изготовлении фрикционного слоя носителей магнитной записи и в ксерокопировальной технике.[c.101]

    В электрошше волокнистое углеродное вещество может быть использова(ю для снятия статических напряжений с электронных плат, а также прн изготовлении резисторов, тензометрических датчиков деформации и т.п. [93]. [c.102]

    У—плита 2—цилиндрическая стальная обойма четырех-шариковая пирамида 4—рабочии диск из стали У8 5—слой испытываемой смазки на рабочем диске (5—радиоактивный цилиадр из бронзы (активирован вставками из кобальта-бО) 7—трос 5—винт креплеиия троса стойка упругая пластинка //—тензометрические датчики /2—направляющая ша11ба. /[c.350]

    Тензометрический датчик представляет собой измерительный мост, собранный на четьфех проволочных резисторах, два из которых служат рабочими тензорезисторами ТР, а два других — термокомпенсационньпли йк- [c.1171]

    Тензометрический датчик давления представляет собой конструкцию, содержащую упругий элемент с наклеенными на него тен-зосопротивлениями. Действие датчика основано на преобразовании приложенного давления в изменение сопротивления тензопре-образователя.[c.91]

    Выбирая датчик давления необходимо иметь в виду, что льезокварцевые датчики, являющиеся незаменимыми при измерении давлений, изменяющихся с высокой скоростью, неприемлемы в случаях, когда необходимо значительное удаление измерительной и регистрирующей аппаратуры от исследуемого объекта. В этом случае удобнее применять тензометрические датчики давления. [c.93]

    Для индуктивных и тензометрических датчиков давления необходима тщательная термокомпенсация, которая достигается включением их рабочих и компенсационных элементов в мостовые и полумостовые схемы. [c.93]

    В тензометрических датчиках давления может быть обеспечена хорошая термокомпенсация. Они обладают большой статической точностью, допускают возможность установки тензометрических усилителей на значительном расстоянии от исследуемых объектов и в целом вполне пригодны для измерения переменных давлений при температурах 100—200 °С, а с применением специальных клеев и подложек тензоэлементов до 600—800 °С.[c.94]

    Большинство тензометрических датчиков давления зарубежного производства содержат четыре активных тензоэлемента. Они соединены в полный мост и монтируются на упругом элементе таким образом, чтобы при прогибе в одном направлении тензоэлементы, испытывающие растяжение и сжатие, находились в противоположных плечах моста. Лишь в немногих конструкциях датчиков давления тензоэлементы смонтированы или приклеены непосредственно на чувствительном элементе. Большинство же датчиков имеют вторичный чувствительный элемент, который создает необходимую деформацию, воспринимаемую тензодатчиками в результате воздействия первичного упругого элемента. [c.82]

    Тензометрические датчики давления термокомпенсированы длй долговременных испытаний в диапазоне температур от —210 до +210 °С Температурная погрешность, включающая температурный дрейф нуля, обычно лежит в пределах 0,026—0,04% на 1 °С, но может быть уменьшена до 0,007% применением сверхкомпенеации . Кроме того, применение обогревательных (охладительных) муфт ограничивает величину температурной погрешности. [c.83]

    Таким образом, если сложить приведенные выше значения составляющих, то общая суммарная погрешность достигнет 2,0—3,0%, а с гчетом вероятностных соотношений ее величина вряд ли превысит 0,8—1,2%. Примерно к таким же результатам привело сравнение диаграмм, одновременно снятых тензометрическими датчиками и стробоскопическим электропневматическим индикатором. При этом диаграммы, предварительно приведенные к одинаковому масштабу, совмещались по отметке верхней мертвой точки, полученной от одного и того же индукционного отметчика. Для повышения точности опыта датчики с проволочными преобразователями и датчики стробоскопического типа устанавливались с помощью соединительного канала одинаковой длины и одинакового диаметра, т. е. находились в одинаковых условиях. [c.89]


Принцип работы индуктивных датчиков перемещения

Предлагаем Вам ознакомиться с физическими основами работы индуктивных датчиков перемещения производства компании RDP Electronics Ltd (United Kingdom), с их основными параметрами, преимуществами и сферами применения.

Сам термин LVDT (Linear Variable Differential Transformer) – означает линейный дифференциальный трансформатор с переменным коэффициентом передачи.

Рассмотрим принцип работы датчиков на LVDT технологии.

Первичная возбуждающая обмотка
Вторичная обмотка 1
Вторичная обмотка 2
Результирующий сигнал от суммы вторичных обмоток

В принципе имеется две схемы работы — с выходным напряжением и выходным током.


Схема работы с выходным током (4-20мА)

Схема работы с выходным напряжением

Рассмотрим более детально сам процесс измерения перемещения.

Датчик перемещения, работающий по технологии LVDT, состоит из трех обмоток трансформатора — одной первичной и двух вторичных. Степень передачи тока между первичной и двумя вторичными обмотками определяется положением подвижного магнитного сердечника, штока. Вторичные обмотки трансформатора соединены в противофазе.

При нахождении штока в середине трансформатора, напряжение на двух вторичных обмотках равны по амплитуде, а т. к. они соединены противофазно, суммарное напряжение на выходе равно нулю — перемещения нет.

Если шток перемещается от серединного положения в какую либо сторону — происходит увеличение напряжения в одной из вторичных обмоток и уменьшение в другой. В результате суммарное напряжение будет не нулевым — датчик будет фиксировать смещение штока.

Соотношение выходной фазы сигнала по сравнению с фазой возбуждающего сигнала дает возможность электронике понять, в какой части обмотки находится в данный момент шток.

Основная особенность принципа работы индуктивных датчиков перемещения состоит в том, что прямой электрический контакт между чувствительным элементом и трансформатором отсутствует (связь осуществляется через магнитное поле), что дает пользователям абсолютные данные по перемещению, теоретически бесконечную точность разрешения и очень долгий срок службы датчика.

Особенности схемы работы с выходным током — т. к. цепь генератор/демодулятор встроена в сам датчик перемещения и питается от выходного тока 4-20 мА, то нет необходимости во внешнем оборудовании для формирования сигнала.

Особенности схемы работы с выходным напряжением — цепь генератор/демодулятор, встроенная в датчик перемещения обеспечивает возбуждение и преобразует сигнал обратной связи в напряжение постоянного тока. При этом так же не требуется внешнее оборудование для формирования сигнала.

Особенности измерения выходного сигнала.
1) Если выходное напряжение измеряется не фазочувствительным (среднеквадратичным) вольтметром, то отклонение штока в любую сторону от центрального положения в трансформаторе датчика будет соответствовать увеличению выходного напряжения.

Заметим, что кривая не касается горизонтальной оси. Это происходит из-за остаточного выходного напряжения.

2) Если используется фазочувствительная демодуляция, то по выходному сигналу можно судить, в какой части трансформатора находится шток в данный момент.

Для формирования сигнала всегда используется фазочувствительная демодуляция, т.к. это исключает влияние на выходной сигнал остаточного выходного напряжения и позволяет пользователю знать положение штока в трансформаторе.

Диапазон линейности индуктивного датчика перемещения.
Если мы рассмотрим выходную кривую вне механического диапазона типичного LVDT датчика, то можно заметить, что на краях диапазона кривая изгибается. Это значит, что механический диапазон существенно шире линейного участка работы.

При калибровке датчика, важно, что электрическая нулевая точка используется в качестве ссылки, и что датчик используется в пределах ± FS (полного диапазона) вокруг электрического нулевом положения.

Если проводить калибровку не беря за основу точку ноля вольт, одно из положений полного диапазона будет за пределами линейного диапазона и, следовательно, может привести к ошибке линейности.

 

Типы индуктивных датчиков перемещения

Тип 1 – несвязанные преобразователи, которые имеют якорь, который отделен от тела корпуса. Части датчика должны быть установлены таким образом, что якорь не прикасался к внутренней трубке корпуса. Сделав это, можно получить абсолютное отсутствие трения при движении чувствительного элемента датчика.

Тип 2 – монолитные преобразователи, которые имеют тефлоновый подшипник, который направляет якорь (шток) по внутренней трубке.

Тип 3 – монолитные преобразователи с возвратной пружиной, которая толкает якорь (шток) наружу.

 

Внутреннее строение типичного индуктивного датчика перемещения LVDT

 

Преимущества индуктивных датчиков перемещения LVDT

1. Преимущества над линейными потенциометрами (POTS).

  • Не имеют контакта корпуса и внутренних деталей с чувствительным элементом, что означает, что нет никакого износа при движении штока. POTS датчики имеют контакт с чувствительным элементом и могут быстро изнашиваются, особенно под воздействием вибрации.
  • Можно легко обеспечить защиту от влаги и пыли на требуемом уровне, даже стандартные версии LVDT датчиков обычно имеют гораздо лучший уровень защиты от внешний воздействий, чем POTS.
  • Вибрация не вызывает влияния на пропадание сигнала, в отличие от POTS, где скользящий бегунок может прервать контакт с проводником при вибрации.

2. Преимущества над магнитострикционными датчиками.

  • Не восприимчивы к ударам и вибрации.
  • Менее восприимчивы к паразитным магнитным полям окружающей среды.
  • Система формирования сигнала может быть удалена от чувствительного элемента на некоторое расстояние, что позволяет использовать датчики при работе с высокой температурой и высоким уровнем радиации.
  • Магнитострикционные датчики не имеют короткого штока ±100мм или менее, а это как раз наиболее востребованный диапазон технического применения датчиков перемещения.

3. Преимущества над кодерами (датчиками положения).

  • Имеют лучший аналоговый частотный отклик.
  • Имеют более прочный корпус.
  • Сразу после включения «знают» положение штока, в отличии от кодеров, которым надо указывать постоянную ссылку на известное положение.

4. Преимущества над переменными векторными резистивными преобразователями (VRVT)

  • LVDT датчики как правило более дешевы.
  • Имеют меньший диаметр корпуса.
  • Более прочные и не изнашиваются.
  • Могут использоваться значительно дольше.

5. Преимущества над линейными емкостными датчиками

  • LVDT датчики как правило более дешевы.
  • Менее восприимчивы к внешним условиям эксплуатации.
  • Значительно более прочные.

 

Особенности индуктивных датчиков перемещения LVDT

  • Максимальная рабочая температура 600°C.
  • Минимальная рабочая температура –220°C (для справки, температура жидкого азота -196°C, температура жидкого гелия -269°С). 
  • Могут работать при уровне радиации 100,000 рад.
  • Могут работать при давлении 200Бар.
  • Могут работать под водой, при этом вода может попадать внутрь датчика не причиняя ему вреда. Существует специальная серия подводных датчиков, которые могут без тех. осмотра работать под водов в течении 10-ти лет, работать под водой на глубине до 2,2км. Кабельные разъемы могут подсоединяться так же под водой.

 

Основные сферы применения LVDT датчиков

Промышленные измерительные системы

  • Регулирующие вентили — везде, где существуют регулирующие вентили индуктивные датчики перемещения могут быть использованы для контроля положения штока вентиля. Особенно, где есть ответственные участки работы, например, в клапанах пара для турбин на электростанциях.
  • Контроль положения шлюзов – погружные датчики перемещения подходят для измерения положения шлюзов в водохозяйственных и канализационных системах.
  • Измерение зазора между валками.
    Для поддержания равномерной толщины проката зазор между валками часто измеряется на обоих концах.
  • Контроль перемещения штоков вентилей на подводных нефте/газо проводах.
  • Контроль работы гидравлических активаторов — измерение перемещения объекта, который передвигает активатор. Благодаря очен высокой износостойкости, данные LVDT датчики перемещения могут выдерживать миллионы циклов перемещения.
  • Контроль положения/перемещения режущих инструментов, отрезающих рулонные материалы.
  • Измеряет положение/смещение роликов, которые используется для выпрямления полосового проката перед штамповкой.
  • Могут быть использованы для динамического измерения размеров (диаметров) рулонов продукта, например, инициировать сигнал к системе управления, когда рулон достигает максимального/минимального размера при наматывании/сматывании материала.

Станки

  • Могут быть использованы в испытательных приспособлениях для измерения круглости, плоскостности и т.д. частей машин для анализа качества их изготовления.
  • Могут быть использованы для оценки и контроля взаимного расположения компонентов деталей в сборке, когда требуется юстировка/подгонка размеров взаимного расположения деталей.

Авиация/космонавтика

  • Могут быть использованы для оценки реакции привода на действие активатора. Например, преобразователь измеряет положение отклонения закрылков крыла самолета при техническом обслуживании. Тут очень важно измерить скорость срабатывания активатора после подачи на него управляющего сигнала, а так же скорость изменения положения закрылков.
  • Анализ Ротора вертолета
    Датчики LVDT используются на вертолетах, чтобы измерить угол наклона лопастей ротора.
  • Могут быть использованы для оценки смещения корпуса двигателя при нагревании.
  • Могут быть использованы для измерения смещения (деформации) лопасти турбины при внешнем воздействии.
  • Могут быть использованы для измерения отклонения диафрагмы сопла реактивного двигателя.
  • Могут быть использованы для испытания крыльев самолетов для измерения их отклонения при нагрузке.

Строительство / Проектирование зданий и сооружений

  • Могут быть использованы для измерения вибрации или деформации мостов при изменении трафика движения или порывов ветра.
  • Могут быть использованы для измерения смещения грунта при строительстве, контроля оползней и насыпных дамб.
  • Могут быть использованы при испытании крупногабаритных строительных конструкций, балок, пролетов моста и т.  д. на силовую деформацию.

Автомобилестроение

  • Могут быть использованы для контроля смещения корпуса двигателя при его испытаниях.
  • Идеальным применением LVDT датчиков может быть тестирование компонентов подвески автотранспорта.
  • Могут быть использованы для контроля изготовления прецизионных компонентов.
  • Могут быть использованы для настройки компонентов двигателя, таких как дизельные форсунки.
  • Могут быть использованы для тестирования сидений, дверей, педалей и ручек транспортных средств для моделирования продления их срока службы.
  • Могут быть использованы для измерения профиля поверхности заготовки, например стекла или других площадных объектов.

Выработка энергии

  • Могут быть использованы для измерения биения вала турбины.
  • Могут быть использованы для контроля положения главного парового клапана, который регулирует поток пара в турбину. Клапан постоянно корректирует свое положения для поддержания постоянной скорости вращения турбины. LVDT датчики идеально подходят для работы в зоне высоких температур, грязи и постоянной вибрации.
  • Могут быть использованы для контроля положения перепускного клапана. Когда откроется перепускной клапан, датчик может испытать температуру 200°C.

Для чего нужны тензометрические датчики?. Расходомеры. Водомеры.

 

Для измерения величины деформации на автомобилях используются специальные датчики, которые называются тензометрическими. Принцип работы их достаточно прост и заключается в преобразовании усилий, получаемых во время измерения, в электрические сигналы. Возможность измерять даже очень маленькую массу позволяет использовать тензометрические датчики в самом разнообразном измерительном оборудовании. Они устанавливаются в весах для взвешивания автомобилей, вагонов и другой транспортной техники, такой как крановые весы, дозаторы и многое другое.

Практически все измерительное оборудование, используемое на производствах, включает в себя этот элемент. Он позволяет производить измерительные приборы значительно лучшего качества и более высокой точности, чем было до появления датчиков. Профессиональные автомобильные весы получили широкое распространение благодаря простоте в эксплуатации.

Во время измерения резистивный датчик принимает на себя нагрузку благодаря упругости, на нем монтируется тензодатчик для фиксации полученных результатов измерения, которые происходят в результате деформации упругого элемента и появления сопротивления в тензорезисторе. Такая технология позволяет получать точный вес груза.

Тензометрические датчики используются в самом разнообразном измерительном оборудовании, поэтому производятся они в самой различной форме, подходящей под определенный тип оборудования. Тензодатчик — это главный элемент современной весоизмерительной техники. Любые электронные весы, от настольных до платформенных и крановых, оснащены весовыми датчиками. В зависимости от области применения тензодатчики бывают различных типов. В строительной, пищевой и химической промышленности преимущественно используются консольные датчики, в большинстве случаев они устанавливаются на конвейерных весах, системах наполнения и дозирования. Чтобы сделать устройство надежным и долговечным, они изготавливаются преимущественно из нержавеющей стали, что также позволяет получить защиту от воздействия агрессивных химических сред.

Еще одним типом являются датчики в форме буквы S, они используются преимущественно для измерения таких величин, как растяжение и сжатие. Поэтому такой тип устанавливается в бункерных весах и разрывных машинах. Бывают и другие типы датчиков в виде бабочек и шайб, но они применяются значительно реже, чем перечисленные выше типы. Чтобы выбрать подходящую модель для определенного типа оборудования, необходимо проконсультироваться со специалистами.

Тензодатчики

, как это работает?

A Тензодатчик представляет собой датчик, сопротивление которого изменяется в зависимости от приложенной силы; Он преобразует силу, давление, напряжение, вес и т. д. в изменение электрического сопротивления, которое затем можно измерить. Когда внешние силы приложены к неподвижному объекту, результатом являются напряжение и деформация. Напряжение определяется как внутренние силы сопротивления объекта, а деформация определяется как происходящее смещение и деформация.

Тензодатчик является одним из наиболее важных инструментов техники электрических измерений, применяемых для измерения механических величин.Как следует из их названия, они используются для измерения деформации. Как технический термин «деформация» состоит из деформации растяжения и сжатия, отличающихся положительным или отрицательным знаком. Таким образом, тензометрические датчики могут использоваться как для измерения расширения, так и сжатия.

Деформация тела всегда вызвана внешним воздействием или внутренним действием. Деформация может быть вызвана силами, давлением, моментами, теплом, структурными изменениями материала и т.п. Если выполняются определенные условия, количество или значение влияющей величины может быть получено из измеренного значения деформации. Эта особенность широко используется в экспериментальном анализе напряжений. Экспериментальный анализ напряжения использует значения деформации, измеренные на поверхности образца или конструктивной детали, для определения напряжения в материале, а также для прогнозирования его безопасности и долговечности. Специальные преобразователи могут быть разработаны для измерения сил или других производных величин, например, моментов, давлений, ускорений, перемещений, вибраций и других. Преобразователь обычно содержит чувствительную к давлению диафрагму с прикрепленными к ней тензорезисторами.

Узнайте больше о тензодатчиках

Прецизионные тензодатчики общего назначения
Прецизионные тензорезисторы общего назначения представляют собой герметичные тензорезисторы из константановой фольги, предлагаемые в широком ассортименте моделей для научного, промышленного и экспериментального анализа напряжений. Эти прецизионные тензорезисторы можно использовать для экспериментального анализа напряжения, контроля промышленного оборудования или различных научных приложений. В разделе тензорезисторов общего назначения вы найдете шаблоны тензорезисторов рядом с номерами деталей, чтобы вы могли увидеть геометрию тензорезисторов.Размеры манометра также указаны в единицах СИ (метрическая система, мм) и в единицах измерения, принятых в США (английские, дюймы). Прецизионные тензорезисторы общего назначения предлагаются в линейном исполнении, с двойной параллельной решеткой, тройниковой розетке (0/90°), прямоугольной или треугольной (45° или 60°), сложенной или плоской розетке и срезной конфигурации.

Тензометрические преобразователи качества
Тензорезисторы преобразовательного качества предназначены для клиентов, которые производят преобразователи или аналогичные датчики. Тензорезисторы преобразовательного качества имеют более жесткие допуски на размеры трима держателя, что позволяет при необходимости использовать край держателя для выравнивания тензорезистора.Они также имеют более жесткие допуски на номинальные значения сопротивления. Эти манометры можно отрегулировать с помощью плавной регулировки в соответствии со спецификациями производителя преобразователя, а также их можно настроить в соответствии с уникальными требованиями преобразователя. Они также являются отличными готовыми датчиками для экспериментального анализа напряжений и/или проектов проверки деформации.

СООБРАЖЕНИЯ ПО ВЫБОРУ ТЕНЗОРЕЗИСТОРА
  1. Датчики длины
  2. Количество датчиков в шаблоне датчиков
  3. Расположение манометров в шаблоне
  4. Сопротивление сети
  5. Деформационно-чувствительный сплав
  6. Материал носителя
  7. Ширина колеи
  8. Вкладка под пайку Тип
  9. Конфигурация пайки
  10. Наличие

Тензорезисторы Karma
Omega предлагает полную линейку тензорезисторов Karma.Тензорезисторы Karma могут использоваться для различных статических и динамических приложений. Тензорезисторы Karma используются в преобразователях, где требуется долговременная стабильность или использование при более высоких температурах. При использовании при комнатной температуре для измерения статической деформации преобразователь будет иметь очень хорошую стабильность в течение месяцев или даже лет. Тензорезисторы Karma также рекомендуются для измерения статической деформации в широком диапазоне температур от -75 до 200°C (от -100 до 392°F) благодаря хорошей линейности в этом широком диапазоне температур.Тензорезисторы Karma часто используются в конструкциях преобразователей, рассчитанных на усталость. Усталостная долговечность сплава Karma, как правило, намного выше, чем у константана, поэтому датчики, использующие тензометрические датчики Karma, обеспечивают хорошую усталостную долговечность. Karma представляет собой никель-хромовый сплав и был выбран в качестве материала для тензодатчиков из-за его способности компенсировать модуль, что имеет тенденцию значительно уменьшать сдвиг диапазона в конструкции преобразователя. Для сплавов Karma коэффициент тензорезистивности имеет тенденцию к уменьшению с повышением температуры. Этот эффект уменьшения модуля упругости будет иметь тенденцию к уменьшению смещения пролета.У сплавов карма есть недостатки, например, их трудно паять без специальных флюсов. У OMEGA есть решение. Мы устранили эту проблему, предложив наши тензорезисторы Karma с медными контактными площадками. Никаких специальных флюсов или процедур не требуется.

Тензорезисторы с металлической фольгой
Первый тензорезистор с металлической проволокой был разработан в 1938 году. Тензорезистор с металлической фольгой состоит из сетки из проволочной нити (резистора) приблизительно 0.001 дюйма (0,025 мм) толщиной, приклеивается непосредственно к напрягаемой поверхности тонким слоем эпоксидной смолы. Когда к поверхности прикладывается нагрузка, результирующее изменение длины поверхности передается на резистор, и соответствующая деформация измеряется с точки зрения электрического сопротивления проволоки из фольги, которое изменяется линейно с деформацией. Диафрагма из фольги и клейкое связующее вещество должны совместно передавать напряжение, а клей должен также служить электрическим изолятором между сеткой из фольги и поверхностью. При выборе тензорезистора необходимо учитывать не только тензодатчики датчика, но и его стабильность и температурную чувствительность. К сожалению, наиболее желательные тензометрические материалы также чувствительны к колебаниям температуры и имеют тенденцию изменять сопротивление по мере старения. Для кратковременных приложений это может не представлять серьезной проблемы, но для непрерывных промышленных измерений необходимо включать компенсацию температуры и дрейфа.

Выберите правильный тензодатчик

Предварительно смонтированные тензорезисторы
Прецизионные тензорезисторы с изолированным проводом длиной 1 м или 3 м для простоты установки.Манометры серии KFH доступны с линейными схемами, тройниковыми розетками или планарными розетками 0/45/90.

Узнать больше

Тензорезисторы для измерения сдвига или крутящего момента
Полумостовые тензодатчики для измерения сдвига или крутящего момента. Их прочная конструкция, надежность и гибкость делают их подходящими для высокоточных статических и динамических преобразователей.

Узнать больше

Сверхдлинная сетка для неоднородных материалов
Тензорезисторы со сверхдлинной сеткой для измерения деформации неоднородных материалов (т.е. Бетон, пластмассы с наполнителями и т. д.)

Узнать больше

Часто задаваемые вопросы

Измерение цепей тензодатчиков
Для измерения деформации с помощью тензодатчика сопротивления он должен быть подключен к электрической цепи, способной измерять мельчайшие изменения сопротивления, соответствующие деформации. В тензометрических преобразователях обычно используются четыре тензометрических элемента, электрически соединенных в мостовую схему Уитстона.На рисунке показана типичная диаграмма тензорезистора. Мост Уитстона представляет собой разделенную мостовую схему, используемую для измерения статического или динамического электрического сопротивления. Выходное напряжение моста Уитстона выражается в выходных милливольтах на входной вольт. Схема Уитстона также хорошо подходит для температурной компенсации. Количество активных тензодатчиков, которые должны быть подключены к мосту, зависит от приложения. Например, может быть полезно соединить датчики, которые находятся на противоположных сторонах балки, один на сжатие, а другой на растяжение.При таком расположении можно эффективно удвоить выходную мощность моста при том же напряжении. В установках, где все плечи подключены к тензодатчикам, температурная компенсация осуществляется автоматически, так как изменение сопротивления (из-за изменений температуры) будет одинаковым для всех плеч моста.

Тензорезисторы по индивидуальному заказу
Компания OMEGA может изготовить тензорезисторы по индивидуальному заказу. Мы понимаем, что нашим клиентам может потребоваться индивидуальный шаблон, изготовленный в соответствии с их спецификациями. Тензорезисторы могут быть разработаны для упрощения установки тензорезисторов, для конкретного применения или для среды с ограниченным пространством. Если вы не нашли то, что вам нужно в нашем ассортименте стандартных калибров, сообщите нам об этом. Мы можем настроить ваш тензорезистор в соответствии с вашими потребностями, в том числе:

  • Изменение стандартного шаблона тензорезистора
  • Создание пользовательского шаблона датчика
  • Поместите несколько датчиков на общий держатель
  • Предусмотреть нестандартную длину провода
  • Использовать пользовательский материал
  • Переместите площадки для пайки или предусмотрите дополнительные точки подключения
  • Произвести обрезку определенного размера или формы для устранения препятствий

Мы можем предоставить индивидуальные спецификации ползучести, соответствующие вашему пружинному элементу, чтобы максимизировать производительность вашего датчика.Наша команда будет работать с вами, чтобы изменить компенсацию ползучести в большую или меньшую сторону в зависимости от результатов ваших испытаний. OMEGA может предоставить 1/2 или полные конструкции моста Уитстона или розетки по индивидуальному заказу. Мы стремимся сделать покупку нестандартного тензорезистора быстрой и легкой. Просто отправьте OMEGA свой индивидуальный чертеж вместе с вашими спецификациями и необходимым количеством тензодатчиков. Команда OMEGA будет работать с вами над вашей заявкой и предоставит предложение для нестандартных тензорезисторов. Мы можем изготовить контрольные образцы нестандартных датчиков всего за 2 недели.Вскоре после этого объемы производства. Для вашего тензорезистора будет создан индивидуальный номер детали, чтобы упростить и ускорить будущие заказы.

Техническое обучение Техническое обучение Посмотреть эту страницу на другом языке или в другом регионе Тензорезистор

: принцип действия и типы — датчики и преобразователи

A Тензорезистор (тензометр сопротивления) — важный тип преобразователя сопротивления, сопротивление которого изменяется в зависимости от приложенной силы.Его можно использовать для преобразования силы, давления, напряжения в изменение электрического сопротивления. Приложенная деформация может быть измерена по этому изменению сопротивления.

Основной принцип

Мы знаем, что сопротивление проводника определяется выражением

Где ρ — удельное сопротивление, L — длина, а — площадь поперечного сечения резистивного материала.

Когда этот материал подвергается деформации, сопротивление R изменится из-за изменения L, a или ρ.

Коэффициент тензорезистора

Коэффициент тензорезистора определяется как единичное изменение сопротивления на единицу деформации. Изменение сопротивления связано с изменением длины, изменением площади поперечного сечения и изменением удельного сопротивления (пьезоэлектрическое изменение). Чувствительность тензорезистора выражается коэффициентом тензодатчика.

Деформация, воздействующая на манометр, может быть определена коэффициентом манометра и мерой изменения сопротивления.

Коэффициенты толщины для различных материалов приведены в таблице.

Материал сетки GF GF
NichRome 80% Ni, 20% Cr +2.0
Constantan 45% Ni, 55% CU + 2.0
ISOELACK 36% Ni, 8% Cr, 0,5% МО, Оставшиеся Mn, Fe и Si +3.5 +3.59
Iridium-Platinum 5% IR, 95% PT +5.10

Типы тензорезисторов

На основании метода изготовления используемые тензорезисторы классифицируются как

  1. Бесклеевые
  2. Приклеенные
  3. Приклеиваемые тензорезисторы могут быть классифицированы на 3 типа на основе материала сопротивления.
    • Тензорезистор из тонкой проволоки
    • Тензорезистор из металлической фольги
    • Полупроводниковый тензорезистор.
    • Фотоэлектрический тензорезистор

    Тензорезистор свободного типа

    Тензорезистор, не прикрепленный непосредственно к исследуемой поверхности, называется тензодатчиком свободного типа. Он имеет два корпуса P и Q с фиксированными изолированными контактами, как показано на рисунке. Эти две рамы удерживаются вместе механизмом, нагруженным струной, и они могут перемещаться относительно друг друга. Вокруг изолированных контактов натянута тонкая проволока. Для измерения деформации датчик подключается к мосту Уитстона.

    При приложении силы к рамам рама P перемещается относительно рамы Q, и длина и площадь поперечного сечения калибра изменяются из-за этой деформации. Эта деформация изменяет сопротивление тензорезистора, и это изменение сопротивления измеряется с помощью моста Уитстона. Его можно анализировать для измерения приложенной силы и изменения размеров исследуемой конструкции.

    Тензодатчики приклеиваемого типа

    Эти тензорезисторы приклеиваются непосредственно к поверхности исследуемой конструкции.

    Тонкая резистивная проволока выполнена в виде сетки и вклеена между держателями. Выбирается резистивная проволока с высоким коэффициентом толщины. Проволока распределяется так, чтобы напряжение равномерно распределялось по сетке.

    Несущий материал должен иметь высокую механическую прочность и хорошую адгезию к используемому цементу. Для этой цели обычно используют тонкий лист бумаги, бакелит, тефлоновый лист. он покрыт сверху тонким листом материала, что предохраняет провод от механических повреждений.

    Основа склеена клеевым материалом, за счет чего достигается хорошая передача напряжения от основы на сетку из проводов.

    Тензорезистор с тонкой проволокой

    Тензорезистор с тонкой проволокой относится к типу приклеиваемых тензорезисторов. Резистивная проволока сгибается в виде струны и упаковывается в полиэтиленовый или бумажный пакет. При приложении силы размеры проводов меняются, а также изменяется сопротивление. Эти изменения сопротивления анализируются для измерения приложенной силы. Металлические компоненты, такие как нихром, константан, используются в качестве резистивных материалов.

    Манометры с тонкой проволокой обладают высокой точностью и надежностью, но они дороги.

    Тензорезистор с металлической фольгой

    Тензорезистор с металлической фольгой изготавливается путем печати резистивной металлической фольги на неэлектрическом основном материале, таком как печатная плата. При приложении силы калибр претерпевает изменение как по длине, так и по площади поперечного сечения, что приводит к изменению сопротивления.

    Преимущества
    • С исследуемой структурой возможно идеальное связывание.
    • Может быть изготовлен в любой форме.
    • Хорошая чувствительность и стабильность даже при высокой температуре.
    • Долгий срок службы.

    Полупроводниковые тензометрические датчики

    Полупроводниковые тензорезисторы используют пьезоэлектрические свойства полупроводников, таких как кремний и германий. Он используется там, где требуется высокий калибровочный коэффициент. Он создается путем приклеивания полупроводниковых нитей к подходящей изолирующей поверхности. Они очень чувствительны к перепадам температуры. Но увеличение легирования также снижает чувствительность к температуре. Для электрического контакта обычно используются золотые провода.

    Когда применяется деформация, нить претерпевает большое изменение сопротивления, и это изменение сопротивления может быть проанализировано для измерения приложенной деформации.

    Преимущества
    • Высокий коэффициент жесткости.
    • Может использоваться для измерения малых деформаций.
    • Долгий срок службы и высокая прочность.
    Недостатки
    • Чувствителен к изменению температуры.
    • Трудно прикрепить к конструкции.
    • Дорого.

    Фотоэлектрический тензодатчик

    Фотоэлектрический тензодатчик генерирует электрический ток, пропорциональный приложенной деформации, с помощью детектора фотоэлемента, двух тонких решеток и светового луча. Этот тип тензодатчиков обычно не используется. Они тонкие и дорогие.

    Дальнейшее чтение

    Что такое тензодатчик? | Принцип работы тензодатчика | Характеристики тензодатчика

    Тензодатчик

    Первое открытие было сделано Эдвардом Э. Симмонс и Артур С. Руж в 1938 году. Это открытие привело к значительным измерениям стресса в различных форматах. Тензорезистор — это тип датчика, который можно использовать для измерения напряжения чего угодно и в различных приложениях.

    Это важный и необходимый геотехнический инструмент, который помогает в определении напряжения в области конструкций, таких как туннели, подземные полости, здания, мосты, бетон, каменные дамбы, встроенные в глину/бетон и т. д.

    В этой статье мы поговорим о том, что такое тензодатчик, и получим подробную информацию о тензодатчике, включая принципы работы, характеристики и области применения.

    Читайте также: Разница между двигателем переменного тока и двигателем постоянного тока

    Что такое тензодатчик?

    Определение: Датчик напряжения — это один из датчиков напряжения, используемых в области инженерно-геологических работ для измерения напряжения в различных конструкциях. У тензодатчика есть регистр, который используется для измерения напряжения любого объекта. Время, когда внешняя сила приложена к чему-либо. Благодаря этой силе регистрируется изменение формы объекта.Как сжатие, так и расширение формы называются напряжениями . Что измеряется с помощью этого тензодатчика.

    Когда объект теряет свою первоначальную форму, он удлиняется или сжимается. Или стать меньше или стать шире. Это приводит к изменению его сквозного сопротивления. Тензодатчик чувствителен к небольшим изменениям геометрии объекта. Величину освежающего напряжения можно рассчитать для измерения изменения сопротивления объекта. Значение изменения сопротивления обычно очень низкое, и чтобы понять это, тензодатчик с малым изменением имеет длинный тонкий металлический пояс.

    Имеет длинную тонкую металлическую полосу с зигзагообразной регулировкой на непроводящем материале, как показано ниже:

    Чтобы увеличить небольшое напряжение в наборе параллельных линий и измерить точный результат. Деформационная сетка приклеивается к инструменту с помощью любого клеящего материала.

    Мостовая цепь тензодатчика:

     

     

    Мостовая схема тензодатчика

    представляет напряжение, измеряемое степенью аномалии.А вольтметр в середине моста используется для точного измерения этого дисбаланса.

    В этой схеме плечи передаточного отношения R1 и R3 идентичны друг другу, R2 имеет то же значение, что и тензометрическое сопротивление плеча реостата. Мост времени уравновешен, когда датчик времени неуправляем, а вольтметр показывает нулевое значение.

    При изменении сопротивления тензорезистора мост становится разбалансированным и на вольтметре формируется сигнал.Выходное напряжение моста может быть дополнительно увеличено дифференциальным усилителем.

    Коэффициент тензометрического датчика:

    Калибровочный коэффициент G.F. дал

    Где,

    «ΔR» — изменение сопротивления в результате стресса.

    «RG» — сопротивление неизмененного манометра.

    «ε» — ударение.

    Коэффициент тензорезистора обычной металлической фольги составляет около 2. Выходное напряжение датчика моста Уистона равно S.V. Предоставлено,

    Где EV — напряжение возбуждения моста

    Читайте также:  Что такое преобразователь | Типы датчиков | Применение преобразователя

    Тензометр Рабочий:

    Работа тензорезистора полностью зависит от сопротивления объекта/проводника. Когда объект растягивается до предела своей эластичности и не ломается и не изгибается навсегда, он становится тоньше и длиннее, что приводит к увеличению электрического сопротивления.

    Если что-то сжимается и не становится ненормальным. Но, если расширить и укоротить, результатом будет уменьшение электрического сопротивления. Значения, полученные после измерения электрического сопротивления Датчика, помогают понять величину, вызванную напряжением.

    Возбуждающее напряжение подается на входные клеммы сети Gauges, в то время как выход считывается на выходных клеммах. Обычно они прикреплены к грузу и могут оставаться стабильными в течение длительного времени, иногда десятилетиями.

    Клей, используемый для датчика, зависит от срока службы измерительной системы. Цианоакрилатный клей подходит для краткосрочных измерений, а эпоксидный клей — для долгосрочных измерений.

    Читайте также:  Типы электрических изоляторов в линиях электропередачи (воздушных) | Применение электрического изолятора

    Принцип работы тензодатчика:

    Как известно, сопротивление напрямую зависит от длины проводника и площади поперечного сечения,

    Что определяется как R = L/A.

    Где,

    ‘R’ = сопротивление

    ‘L’ = длина

    «А» = площадь поперечного сечения

    Очевидно, что длина проводника изменяется с изменением формы и размера проводника,

    Со временем площадь поперечного сечения и сопротивление изменяются.

    Любой обычный калибр имеет проводящую полосу длинную и тонкую, устроена зигзагообразная конструкция из параллельных линий. Цель этой зигзагообразной конфигурации – с большой точностью проработать небольшое напряжение между параллельными линиями.Напряжение выражается как сопротивление объекта.

    Розетки тензодатчиков:

    Розетки тензодатчиков представляют собой два или более тензодатчиков, расположенных близко друг к другу в виде розетки, для измерения количества компонентов для оценки удельного напряжения на поверхности. Картина представлена ​​на рисунке ниже.

     

    Характеристики тензодатчиков:

    Ниже приведены некоторые важные характеристики тензорезистора:

    • Это больше не подходит с некоторыми предосторожностями.
    • Они обеспечивают точные значения при изменении температуры и других факторов.
    • Его легко построить из простых компонентов.
    • Простой в обслуживании и долговечный.
    • Это полностью включено для предотвращения повреждений, таких как обращение и установка.
    • Тензорезистор идеален для долговременной установки. Однако они требуют определенных мер предосторожности при установке.
    • Для тензорезисторов возможно дистанционное цифровое считывание.

    Применение тензодатчика : Тензометрические датчики

    широко используются в области геотехнического наблюдения для непрерывного контроля конструкций, демонстрационных объектов, туннелей и зданий.

    Своевременно избегать несчастных случаев. Применение тензодатчика включает в себя.

    • Аэрокосмическая промышленность.
    • Атомные электростанции.
    • Железнодорожный надзор.
    • Вантовый мост.
    Часто задаваемые вопросы (FAQ):

    1.По какому принципу работает тензодатчик?

    Тензорезистор работает по принципу электропроводности и ее зависимости от геометрии проводника. Всякий раз, когда проводник растягивается до предела своей эластичности, он не рвется, а становится уже и длиннее.

    2. Какова конструкция тензорезистора?

    Тензорезисторы изготавливаются путем объединения электроизоляционного основания и тензорезисторов с сеткой из тонкой проволоки электрического сопротивления или фотографически прикрепленной металлической фольги сопротивления.

    3. Что такое тензодатчик?

    Датчик напряжения — это один из датчиков напряжения, используемых в области инженерно-геологических работ для измерения напряжения в различных конструкциях. У тензодатчика есть регистр, который используется для измерения напряжения любого объекта. Время, когда внешняя сила приложена к чему-либо. За счет этой силы фиксируется изменение формы объекта. Как сжатие, так и расширение формы называются напряжениями. Что измеряется с помощью этого тензодатчика.

    4. Каково применение тензодатчика?

    Применение тензодатчика:

    • Аэрокосмическая промышленность.
    • Атомные электростанции.
    • Железнодорожный надзор.
    • Вантовый мост.

    Нравится этот пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

    Предлагаемое чтение —

    Тензорезистор электрического сопротивления – обзор

    10.5.1 Методы контакта

    Традиционный метод контакта, наиболее часто используемый в соответствующей литературе, заключается в приклеивании ERSG (тензодатчиков электрического сопротивления) на наружную поверхность арматурной заплаты из стеклопластика ( Аль-Шаваф, 2010 г., Давуд и Ризкалла, 2007 г., Фавзия и др., 2006; Сад и др. , 1998 г.; Ким и др. , 2011; Фам и Аль-Махайди, 2007 г.; Шнерх и др. , 2005 г.; Ся и Тэн, 2005). Несколько других схем контактных приборов прикрепляли ERSG к граничному клеевому слою между композитной арматурой FRP и адгезивом для повышения надежности измерения межфазной адгезионной деформации (Etman and Beeby, 2000; Fawzia et al. , 2006). Однако сообщалось, что недостатки последнего метода измерения перевешивают ожидаемое улучшение измерения деформации из-за того, что тензометрические датчики слишком велики, чтобы их можно было разместить на границе раздела, не влияя на свойства поверхности раздела и общую целостность клеевого соединения, и могут таким образом, прикрепляться только к внешней поверхности ламината (Wang et al., 2009). Автор этой главы продемонстрировал, что деформационная надежность ERSG, прикрепленных к внешней поверхности усиливающего ламината FRP, не подвергается значительному риску, когда измерение деформации проводится в условиях температурного воздействия от минусовой температуры до температуры окружающей среды, поскольку неотъемлемое существование сдвиговых деформаций запаздывания в пределах толщины адгезии композита можно игнорировать из-за относительно жесткой реакции большинства конструкционных клеев. Последнее неприменимо при повышенном тепловом воздействии, когда большинство конструкционных клеев постепенно размягчаются с повышением их рабочих температур по мере приближения к их T g (температура стеклования) (Аль-Шаваф, 2010).

    Метод измерения межфазного локального напряжения сдвига внахлестку с помощью ERSG, приклеенных к поверхности FRP, можно объяснить со ссылкой на силовое равновесие FBD (диаграмма свободного тела) на рис. с семью ERSG, равномерно расположенными под углом Δℓ вдоль одной линии соединения общей длины ℓ. Растягивающая сила ( F ) действует на это соединение в продольном направлении от обоих внешних концов внутреннего скрепления (т.е. ламинаты FRP) через промежуточные клеевые слои.

    10.10. Соединение из композитного материала ERSG с двойной полосой FRP, изображающее равновесие сил для FBD между положениями двух последовательных датчиков.

    Для поддержания равновесия FBD изменение силы растяжения ламината FRP (Δ F ) между любыми двумя соседними положениями ERSG (например, SG 4 и SG 5 ) из-за разницы в их соответствующей деформации показаниям ( ε 4 ε 5 ) свыше Δ2113 должно противодействовать межфазное усилие сдвига адгезии между ламинатом FRP и стальным листом. Эта разница в силе растяжения (Δ F ) определяется по формуле: усилие растяжения ламината между SG 4 и SG 5 ; F 4 и F 5 — растягивающие усилия ламината FRP при SG 4 и SG 5 соответственно; E frp — модуль Юнга ламината FRP; и t frp и b frp — толщина и ширина ламината FRP соответственно.Уравновешивающая межфазная адгезионная сдвигающая сила (Δ T 45 ) определяется по формуле: напряжение сдвига, выходы:

    [10.3]τ=Efrp⁢·(εi+1−εi)·tfrp/Δl

    Соответственно и с использованием уравнения [10.3] локальное напряжение сдвига внахлестку вдоль скрепленного соединения FRP, при любом уровне нагрузки можно измерить между любыми двумя соседними ERSG. Здесь следует отметить, что: (1) результирующее напряжение сдвига внахлестку в уравнении [10.3] представляет собой среднее номинальное значение напряжения сдвига соединения, поскольку оно основано на средних градиентах деформации между центральными линиями обоих соответствующих ERSG, (2) предполагается равномерное напряжение сдвига внахлестку по всей толщине межфазного клея, (3) осевая деформация в композите FRP предполагается однородным по толщине, (4) деформации в объемном склеивании незначительны, поэтому склеиваемую основу можно считать жесткой, и (5) предполагается линейно-упругое поведение связи при всех уровнях нагрузки (т. е.вплоть до разрыва связи). Распределения напряжения сдвига внахлестку для двухполосной конфигурации из углепластика и стали, приведенные ранее на рис. 10.3 и рис. 10.8, оцениваются с помощью уравнения [10.3] (Аль-Шаваф, 2010 г.).

    Другой контактный метод измерения деформации заключается в использовании волоконно-оптических датчиков деформации. В настоящее время метод FOS (оптоволоконные датчики) считается заметным конкурентом обычных тензометрических датчиков для измерения деформации как при разрушающих испытаниях в лаборатории, так и при долгосрочном мониторинге состояния конструкции в полевых условиях, т.е.е. методы неразрушающего контроля (НК). Ключевым преимуществом волоконно-оптических датчиков деформации по сравнению с обычными ERSG является их относительно небольшой размер (т.е. менее 250 03BCm), который не влияет и не ставит под угрозу механические свойства или условия напряжения основного материала (lau et al. , 2001a). В том же контексте (то есть функционируя как встроенные устройства) они не подвержены отслоению от основного материала и физически защищены, что повышает их характеристики долговечности и облегчает долгосрочный мониторинг конструкций (Wang et al. , 2009). Кроме того, они характеризуются хорошим разрешением и точностью, широким диапазоном рабочих температур, хорошей передачей сигнала на большие расстояния, возможностью мультиплексирования и невосприимчивостью к электромагнитным полям или радиосигналам (Ansari, 1997; Jiang, 2007; Lau et al. , 2001a; Tennyson и др. , 2000).

    Применение FOS в гражданском строительстве расширяется за последние два десятилетия. Соответствующая литература по гражданскому строительству в основном посвящена успешному внедрению FOS в бетонные конструкции и их соответствующим применениям для усиления FRP (Ansari, 1997; El-Salakawy et al., 2003; Цзян, 2007 г.; Каламкаров и др. , 2005 г.; Лау и др. , 2002; Ли и др. , 2004;Mufti, 2003;Tennyson et al. , 2000; Ван и др. , 2009 г.; Сюй и др. , 2005 г.; Чжан и др. , 2002; Чжао и Ансари, 2002 г.). С другой стороны, существует ощутимая нехватка исследований в области гражданского строительства с точки зрения измерения деформации FOS для стальных креплений и их приложений для усиления FRP (Bernini et al. , 2006; Yamada et al., 2007, 2009).

    Примечательно, что все исследования, упомянутые выше, были сосредоточены в первую очередь на получении деформации и ее проверке с помощью теоретического и численного моделирования без прямого вывода о вариантах структурного элемента/напряжения связи. Тем не менее, Ансари и Либо (1998) представили теоретический подход к оценке касательного и нормального напряжения в пределах расчетной длины для FOS, встроенного в основной материал (например, межфазный клей в приложениях для усиления FRP), путем включения геометрических и механических параметров. материала ФОС в анализе.Подобно уравнению напряжения сдвига ERSG [10.3], их модель основана на некоторых основных упрощающих допущениях, таких как то, что все материалы, участвующие в анализе (т. е. сердцевина оптического волокна, защитное покрытие и основной материал), ведут себя линейно упруго, что, как полагают, ограничивает его применимость для применения в качестве упрочняющего материала из стеклопластика к определенным линейным материалам и уровням рабочей нагрузки от низкого до среднего. li et al. (2004) экспериментально подтвердили последнюю теоретическую модель для случая FOS, встроенного в конкретный основной материал.

    Датчик Фабри-Перо и решетка Брэгга являются типами FOS, которые чаще используются в гражданском строительстве. Датчик Фабри-Перо, основанный на концепциях интерферометрии, особенно полезен для измерения локализованной деформации (Zhang and Hsu, 2002), но его можно адаптировать в квазираспределенных системах измерения деформации (Grattan and Sun, 2000). Датчики на решетке Брэгга, которые также обеспечивают возможность измерения в точке, были замечательно адаптированы для многоточечных измерений деформации благодаря подходящим схемам мультиплексирования, когда несколько датчиков включены в одно оптическое волокно (Green et al., 2000).

    Тензодатчик – обзор

    Типы тензорезисторов

    Каждый подрядчик может приобрести различные типы тензорезисторов. Как правило, они делятся на две категории в зависимости от типа датчика: кварцевые и тензодатчики. Тензодатчик более старой конструкции основан на регистрации изменения электрического сопротивления, вызванного изменениями приложенного давления к цепи резистора. Датчики с кварцевым кристаллом регистрируют изменения частоты вибрирующего кристаллического элемента, вызванные приложенным давлением.Рабочие характеристики, точность и разрешающая способность кварцевого датчика обычно превосходят характеристики тензорезистора. По этой причине предпочтительны датчики из кварцевого кристалла. Для манометров одного и того же типа такие характеристики, как точность, разрешение, чувствительность, диапазон рабочего давления/температуры, срок службы батареи и объем памяти, могут различаться в зависимости от манометра одного подрядчика. Иногда в конкретных задачах испытаний скважин делается упор на одну из этих характеристик. Например,

    Температурный диапазон манометра имеет решающее значение в высокотемпературной скважине.

    Разрешение датчика наиболее важно для анализа переходных процессов

    Срок службы батареи и объем памяти важны для расширенных испытаний скважин . По сути, держатель манометра представляет собой трубку, которая позволяет закрепить несколько манометров снаружи и в то же время подключить систему уплотнений, чтобы датчик каждого манометра воспринимал давление изнутри держателя манометра.Носитель также снабжен резьбовыми соединениями на обоих концах, чтобы его можно было присоединить к испытательной трубке.

    Рисунок 2.13. Держатель манометра

    К характеристикам типичного держателя манометра относятся:

    Возможность крепления нескольких манометров, обычно устанавливаемых снаружи вокруг держателя.

    Полнопроходной носитель, чтобы не ограничивать поток скважины.

    Конструктивные характеристики, прочность на растяжение и сжатие совместима с трубами для испытания скважин.

    Взаимозаменяемые концевые адаптеры, позволяющие использовать держатель манометра с различными типами трубок.

    Регулируемые напорные порты для обеспечения возможности связи между отдельными манометрами и внутренним отверстием держателя манометра или снаружи кольцевого пространства.

    Держатели уровнемеров располагаются как можно ближе к резервуару для оптимизации качества регистрируемых данных. При расположении выше в испытательной колонне факторы турбулентности и трения могут ухудшить достоверность измеренных данных во время периодов притока, а влияние гидростатического давления в стволе скважины может повлиять на данные о КВД во время периодов остановки.Однако по практическим причинам полностью исключить эти эффекты может оказаться невозможным, так как другое оборудование обязательно располагается ниже держателя манометра, тем самым создавая некоторое разделение между точками измерения манометра и пластом.

    Учитывая ценность данных и стоимость их получения, а также учитывая, что в большинстве случаев данные не могут быть проверены до тех пор, пока не будет восстановлена ​​тестовая колонна, рекомендуется запускать несколько датчиков в держателе датчика для резервирования на случай отказа манометра.

    Во время добычи данные давления и температуры, регистрируемые манометрами, часто зашумлены из-за поведения флюидов в стволе скважины. Задержка жидкости, прорыв газа и турбулентность способствуют этому шуму. Интерпретация данных манометра чаще всего основывается на данных КВД, то есть реакции давления в коллекторе после прекращения добычи. Это имеет существенное значение, где происходит это закрытие. Если на поверхности, может потребоваться некоторое время, чтобы условия в испытательной колонне достигли равновесия, поэтому данные, записанные датчиками, зашумлены из-за этой активности ствола скважины, пластовые флюиды продолжают поступать в ствол скважины до тех пор, пока не будет достигнуто равновесное давление.Движение жидкости в испытательной колонне происходит за счет перехода газа в раствор при повышении давления или за счет разделения фаз за счет охлаждения ствола скважины. Чтобы устранить эти так называемые эффекты накопления в стволе скважины, скважинное запорное устройство или контрольный клапан, расположенный непосредственно над манометрами, способствует значительному улучшению качества данных. Контрольный клапан изолирует большую часть ствола скважины от манометров, так что реакции давления и температуры, наблюдаемые на манометрах, можно отнести непосредственно к пласту, а не к активности в испытательной колонне.

    При использовании кварцевых манометров с высоким разрешением иногда полезно установить два комплекта манометров, разделенных соединением или трубной стойкой. Данные, полученные от двух наборов манометров, могут предоставить полезные данные о градиенте и помочь идентифицировать флюиды. Это может оказаться особенно полезным, если по какой-либо причине пластовые углеводороды не выходят на поверхность. Некоторое представление о добыче можно получить по изменению гидростатического давления между двумя носителями.

    Чтобы помочь инженеру-разработчику отличить данные, относящиеся к резервуару, от влияния ствола скважины, может быть полезен датчик, записывающий данные о кольцевом пространстве над пакером.Эти данные не используются напрямую для интерпретации, но могут быть очень полезны для выявления событий, которые могут повлиять на накопление коллектора. Давление в кольцевом пространстве изменяется на протяжении всего испытания, и давление поддерживается для того, чтобы клапан испытательного прибора оставался открытым. Однако это давление меняется, когда бурильщик увеличивает давление, чтобы компенсировать охлаждение, или уменьшает давление, чтобы компенсировать нагрев. Датчики также могут быть размещены на морском дне для регистрации влияния прилива и температуры океана, что также может повлиять на данные.

    Программирование настройки датчика в основном включает выбор времени задержки и частоты дискретизации. Ответственность за выбор установки датчика лежит на инженере-разработчике. Частота выборки должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить запись быстрых изменений в условиях резервуара. Это особенно важно на начальном этапе восстановления после закрытия скважины. Однако, если скорость выборки установлена ​​на очень высокую частоту, существует опасность того, что память датчика может достичь своей емкости до завершения испытания.Это приведет к невозможности захватить все тестовые данные. Выбор времени задержки таким образом, чтобы датчик начинал запись непосредственно перед началом теста, может сэкономить значительный объем памяти. Установка испытательной колонны в скважину и выполнение всех необходимых пусконаладочных операций до начала испытаний может занять до 24 часов.

    Перед отправкой манометров на месторождение инженер по испытанию скважин должен убедиться, что манометры правильно откалиброваны и обслужены.Сертификат лабораторной калибровки прибора должен быть доступен для каждого манометра. На объекте дальнейшая проверка калибровки может быть выполнена, когда держатель манометра проходит испытание под давлением на палубе.

    Очень важно, чтобы подробные записи об установке, используемой для каждого датчика, были записаны и включены в отчет об испытаниях. Соображения для каждого калибровочной записи:

    датчика серийный номер

    9

    Образец выборки

    Другие предварительно запрограммированные настройки при использовании

    Глубина точки измерения датчика

    Время начала, указанное прибором/часами ПК

    Любая путаница в приведенных выше деталях может привести к ошибке в интерпретации данных. По этой причине, в качестве хорошей проверки контроля качества, инженер по испытаниям скважин должен наблюдать за состоянием каждого датчика и программной настройкой датчика, а также наблюдать за установкой датчиков в держатель датчика перед его установкой в ​​испытательную колонну. Рекомендуется взять измерительную ленту и физически измерить расстояние от точек измерения датчиков манометра до известного эталона в испытательной колонне, например, нижней части держателя манометра.

    Если есть какие-либо сомнения относительно достоверности данных, записанных на манометрах, или если имеются противоречивые данные от разных манометров, рекомендуется выполнить проверку калибровки манометров в полевых условиях для выявления возможных неисправностей.Более подробную послетестовую калибровку можно выполнить в лаборатории. Можно «спасти» неверные данные, перепрограммировав прибор новым набором значений калибровки и повторно применив эту информацию к записанным необработанным данным.

    Измерение деформации с помощью тензодатчиков

    Вы можете измерить деформацию несколькими способами, но наиболее распространенным является тензодатчик. Электрическое сопротивление тензорезистора изменяется пропорционально величине напряжения в устройстве. Наиболее широко используемым тензорезистором является металлический тензорезистор.Металлический тензорезистор состоит из очень тонкой проволоки или, чаще, из металлической фольги, расположенной в виде сетки. Решетка максимизирует количество металлической проволоки или фольги, подвергающихся деформации в параллельном направлении. Сетка приклеивается к тонкой подложке, называемой держателем, которая прикрепляется непосредственно к испытуемому образцу. Следовательно, деформация, испытываемая испытуемым образцом, передается непосредственно на тензорезистор, который реагирует линейным изменением электрического сопротивления.

    Рис. 3. Электрическое сопротивление металлической сетки изменяется пропорционально величине деформации, испытываемой испытуемым образцом.

     

    Основным параметром тензорезистора является его чувствительность к деформации, количественно выражаемая в виде коэффициента тензорезистора (GF). GF представляет собой отношение относительного изменения электрического сопротивления к относительному изменению длины или деформации:

    GF для металлических тензорезисторов обычно составляет около 2. Фактическое GF конкретного тензорезистора можно узнать у поставщика датчика или в документации на датчик.

    На практике измерения деформации редко включают величины, превышающие несколько миллидеформаций (например, 10 -3 ). Следовательно, чтобы измерить деформацию, вы должны точно измерить очень малые изменения сопротивления. Например, предположим, что испытуемый образец подвергается деформации в 500 мкс. Тензорезистор с GF, равным 2, демонстрирует изменение электрического сопротивления всего на 2 (500 x 10 -6 ) = 0,1%. Для датчика на 120 Ом это изменение составляет всего 0,12 Ом.

    Для измерения таких малых изменений сопротивления конфигурации тензорезисторов основаны на концепции моста Уитстона.Общий мост Уитстона, показанный на рисунке 4, представляет собой сеть из четырех резистивных плеч с напряжением возбуждения V EX , которое приложено к мосту.

    Рис. 4. Тензодатчики сконфигурированы в мостовые схемы Уитстона для обнаружения небольших изменений сопротивления.

     

    Мост Уитстона представляет собой электрический эквивалент двух параллельных цепей делителя напряжения. R 1 и R 2 составляют одну цепь делителя напряжения, а R 4 и R 3 составляют вторую цепь делителя напряжения.Выход моста Уитстона, Vo , измеряется между средними узлами двух делителей напряжения.

    Из этого уравнения вы можете увидеть, что когда R 1 / R 2 9 = R 4 / R 3 , выход напряжения V O равна нулю. В этих условиях говорят, что мост уравновешен. Любое изменение сопротивления в любом плече моста приводит к ненулевому выходному напряжению.Следовательно, если вы замените R 4 на рис. 4 активным тензодатчиком, любые изменения сопротивления тензодатчика разбалансируют мост и создадут отличное от нуля выходное напряжение, которое является функцией деформации.

     

    Тензодатчик | ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ ГУРУ

    Тензодатчик

    представляет собой датчик с переменным сопротивлением, который используется для измерения деформации или изменения длины или расстояния, вызванного внешней силой (например, расширением и/или сжатием) или давлением.Тензодатчик использует электрическое свойство материала (в основном проводника или полупроводника), заключающееся в том, что всякий раз, когда происходит деформация размера материала, его электрическое сопротивление изменяется. Он состоит из длинного тонкого куска металла, который расположен зигзагообразно поперек сенсора или загибается сам на себя. Простая схема тензорезистора показана на рисунке-

    .

    Принцип работы

    Поскольку мы знаем, что электрическое сопротивление (R) проводника пропорционально длине ( l ) проводника и обратно пропорционально площади поперечного сечения (А) проводника, т. е.е.-

     

     

    Из формулы следует, что если переменная процесса, такая как сила, давление или смещение и т. д., изменяет длину или площадь (оба или любой из них) датчика, изменяется его сопротивление. Для измерения таких переменных на объект монтируется тензодатчик для передачи действия силы или смещения. Когда к объекту прикладывается внешняя сила, происходит деформация формы объекта, которая передается на тензометрический датчик, и, таким образом, происходит изменение сопротивления, которое может быть обнаружено и измерено с помощью мостовых схем и может быть откалибровано в единица измерения переменной процесса, такой как сила, давление, вес, напряжение, длина или смещение и т. д.

    Для измерения изменения сопротивления с помощью мостовой схемы из пшеничного камня показана следующая схема:

    Поскольку мы знаем, что первоначально, когда к тензометрическому датчику не приложено напряжение, мостовая схема устанавливается в состояние баланса, и амперметр в обеих сетях делителя потенциала показывает нулевой ток. Когда к тензодатчику прикладывается напряжение, электрическое сопротивление тензорезистора изменяется, что вызывает дисбаланс моста и приводит к возникновению тока в амперметре. Существует два метода обнаружения изменения сопротивления:

    • Нулевой режим
    • Режим отклонения

    В нулевом режиме мы производим аналогичное изменение в R C для достижения состояния нулевого баланса в мостовой сети.В режиме отклонения ток дисбаланса непосредственно измеряется и калибруется в виде изменения сопротивления или изменения физических величин, таких как сила, давление, смещения, вес и т. д., которые необходимо измерить.

    Возможная конфигурация тензорезисторов в мостовой схеме-

    • Квартальный мост с использованием одной колеи
    • Полумост с двумя датчиками
    • Полный мост

    В четвертьмостовой конструкции одиночный тензодатчик используется в одном плече моста из пшеничного камня, а в других плечах используются постоянные резисторы.

    Чтобы увеличить выходное значение изменения сопротивления и компенсировать влияние температуры, используются двойные манометры (как показано на рисунке), в которых один манометр воспринимает силу растяжения, и его сопротивление увеличивается из-за растягивающей нагрузки, а другой манометр сталкивается с силой сжатия, и его сопротивление уменьшается из-за к деформации сжатия. Два других плеча моста представляют собой постоянные резисторы.

    Для повышения чувствительности и изменения сопротивления в каждом плече моста из пшеничного камня используются четыре датчика, как показано на рисунке-

    .

    Типы тензодатчиков

    Существуют различные типы тензометрических датчиков, широко используемых в промышленности.Широкая классификация показана следующим образом:

    • Тензорезисторы с проволочной обмоткой
    • Приклеенный манометр
    • Манометр несвязанного типа
    • Фольговый датчик
    • Полупроводниковые датчики
    • Емкостные тензодатчики

    Примечание. Нажмите на отдельную вкладку, чтобы узнать больше…

     

    Применение тензодатчика

    Тензорезисторы модели

    представляют собой очень маленькие по размеру и очень чувствительные электрические преобразователи.Они часто используются в других датчиках для измерения различных физических переменных и преобразования их в электрическую форму, а также для изменения сопротивления, следовательно, изменения тока/напряжения. Некоторые из них упомянуты ниже-

    • Измерение напряжений и деформаций (микродеформаций)
    • Измерение веса (в тензодатчике)
    • Измерение смещения
    • Измерение давления
    • Измерение силы
    • Измерение крутящего момента
    • Измерение температуры (иногда) и т. д..

    Требования к идеальному тензодатчику-

    • Они должны иметь высокий коэффициент тензочувствительности
    • Они должны иметь высокое удельное сопротивление
    • Они должны иметь чувствительность к низким температурам
    • Они должны иметь высокий предел текучести
    • Их коррозионная стойкость должна быть высокой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.