Deformatsiya o'lchagichning tarixi

.Kirish .
Deformatsiya o'lchagichning tarixi
2. Analitik tahlil
Datchiklar va ularning xususiyatlari haqida.
3. Tarkib qismi.

Kirish.
Tenzometr (lotincha tensus — tarang) (tenzozometr) — turli konstruksiyalarning deformatsiyasini oʻlchash uchun asbob.

Yuk xujayralari sanoat tortish dunyosiga kelishidan oldin, mexanik qo'llarga asoslangan tarozilar tabletkadan tortib avtomobilgacha deyarli hamma narsani tortishi mumkin edi. Xo'sh, agar ular kalibrlangan va yaxshi sharoitda saqlangan bo'lsa, unda bunday tarozilarning o'qishlari juda aniq edi.
Mexanik tarozilar tortishning ikkita usulidan foydalanishi mumkin edi: u muvozanatlash mexanizmi yoki mexanik tutqichlarga asoslangan kuchni sezish mexanizmi edi . Deformatsiya o'lchagichlardan oldin ishlab chiqilgan tortish uchun eng qadimgi yuk xujayralari gidravlik yoki pnevmatik yuk xujayralari edi. 1843 yilda ingliz fizigi Charlz Uitston o'tkazgichlarning elektr qarshiligini o'lchash uchun ko'prikni ixtiro qildi . Wheatstone ko'prigi kuchlanish o'lchagichlarda yuzaga keladigan qarshilik o'zgarishlarini o'lchash uchun ideal qurilmaga aylandi.
Birinchi kuchlanish o'lchagich o'tgan asrning 40-yillarida ixtiro qilinganiga qaramay, ularni ishlab chiqarish elektronika rivojlanishi mumkin bo'lgandan keyingina iqtisodiy va texnik jihatdan mumkin bo'ldi. Ammo shunga qaramay, o'sha paytdan beri deformatsiya o'lchagichlar o'zlarini mexanik tarozilarning ajralmas komponentlari va mustaqil yuk xujayralari sifatida ko'rsatdilar. Bugungi kunda tortish moslamalarida deformatsiya o'lchagich yuk xujayralari ustunlik qiladi . Faqatgina istisnolar - bu aniq balanslash balanslaridan foydalanadigan ba'zi laboratoriyalar.
Deformatsiya o'lchagichlarning umumiy mashhurligiga qaramay , pnevmatik va gidravlik sensorlar hali ham inson faoliyatining ayrim sohalarida qo'llaniladi. Masalan, pnevmatik yuk xujayralari ichki xavfsizlik va gigiena juda muhim bo'lgan joylarda hali ham qo'llaniladi, gidravlik yuk xujayralari esa uzluksiz elektr ta'minotiga kirish imkoni bo'lmagan uzoq joylarda qutqaruvchi hisoblanadi, chunki ularga umuman kerak emas.
2.Analitik tahlil
Deformatsiya o'lchagich kuch sensori - bu harakat qiluvchi kuch ta'sirida chiziqli deformatsiyaga uchragan egiluvchan tanadir. Deformatsiya o'lchagichlar deb ataladigan sezgir elementlar tanadagi mos joylarga yopishtirilgan.
Deformatsiya o'lchagich - qarshilik elementi bo'lib , uning elektr qarshiligi mexanik deformatsiya (kuchlanish yoki siqilish) tufayli o'z qiymatini o'zgartiradi. Shunday qilib, ta'sir qiluvchi kuch elektr qarshiligining o'zgarishiga yordam beradi. Sensorda odatda to'rtta deformatsiya o'lchagich mavjud bo'lib, ular qarshilikdagi o'zgarishlarni osonroq aniqlash uchun ko'prik tizimiga kiritilgan.
Metall gerginlik o'lchagichli sensorlar tasvirlangan printsipga muvofiq ishlaydi . Yarimo'tkazgichli kuchlanish o'lchagichli sensorlar kabi boshqa printsiplar va sensorlar turlari ham mavjud .
Yarimo'tkazgichli deformatsiya o'lchagichlar kremniydan tayyorlanadi , shuning uchun ularning sezgirligi metallga qaraganda ancha yuqori. Biroq, ular juda haroratga bog'liq va shuning uchun faqat maxsus holatlarda qo'llaniladi.
Piezoelektrik kuch sensori boshqa printsip asosida ishlaydi. U piezoelektrik hodisadan, ya'ni yuzaga kelganidan foydalanadi
mexanik kuch ta'sirida kristalldagi stress . Piezoelektrik sensor dinamik kuchlarni o'lchaydi , lekin statik kuchlarni o'lchash uchun mos emas.
Boshqa turdagi sensorlar mavjud, masalan, tebranish, gidravlik, elektrodinamik, magnetoelastik va boshqalar. Biroq, ularning hech biri metall kuchlanish o'lchagichli sensorlar kabi keng qo'llanilmaydi .
Boshqa sensorlar faqat maxsus muammolarni hal qilish uchun javob beradi yoki ular juda qimmat. Taqqoslash uchun, metall kuchlanish o'lchagichli kuch datchiklari ko'p qirrali: ular statik va dinamik kuchlarni o'lchash uchun javob beradi.
Ularning afzalliklari quyidagilardan iborat :

1. 
   xo0
   
2. 
   yuqori aniqlik;
   

2. chiqish signalini qayta ishlash qulayligi;
3. hamyonbop narx;
Sensor shakli
Muayyan holatlarda deformatsiya o'lchagichlardan foydalanish uchun sensorning turi juda muhim, ya'ni uning shakli va o'rnatish imkoniyatlari .
Sensorning shakli va undan tayyorlangan material aniqlik, ortiqcha yuk kattaligi va boshqalar kabi parametrlarga bog'liq . Shuning uchun har xil turdagi sensorlar mavjud, lekin odatda ular bir nechta asosiy turdagi modifikatsiyalar, masalan, membrana, moslashuvchan, ustun va boshqalar.


Deformatsiya o'lchagichlar ishlab chiqarish va maishiy elektronika ilovalarida bosim va og'irlikni o'lchash uchun ishlatiladi. Bular asosiy vazifasi mexanik harakatni elektr signaliga aylantirish bo'lgan qurilmalardir. Ushbu maqolada biz kuchlanish o'lchagich nima ekanligini, uning ishlash printsipi va ulanish sxemasini ko'rib chiqamiz.
Turlari va qo'llash doirasi
Birinchidan, kuchlanish o'lchagich sensorlarining ishlash printsipini tushunamiz. Jismga tashqi kuchlar ta'sirida u deformatsiyalanadi va qo'llaniladigan kuchga qarshilik ko'rsatadi. Sensor tanasining deformatsiyalari tufayli, deformatsiya o'lchagichning o'lchash elementi ta'sir qiladi. Natijada, qurilma elektr signalini ishlab chiqaradi, uni o'qish ishlov berish tizimi o'lchov natijasini ishlab chiqaradi. Lekin nima uchun bizga bunday turdagi qurilma kerak?
Deformatsiya o'lchagichlar quyidagilar uchun ishlatiladi:

• 
  Og'irlik o'lchovlari. Bunday holda, o'lchov birligining dizayniga qarab, ular siqish yoki kuchlanish uchun ishlatilishi mumkin. Shunga ko'ra, ularning maqsadi platformalarda (masalan, do'konlardagi tarozilar) yoki suspenziyada (kranlar va boshqalar) og'irlikni o'lchashdir.
  
• 
  Bosim o'lchovlari. Masalan, gazlar va suyuqliklar quvurlarida.
  
• 
  Tork o'lchovlari (avtomobil yoki mashina dvigatellarida).
  
• 
  Tezlashtirishning ta'riflari.
  
• 
  Harakatni nazorat qilish.
  

O'lchov elementi turiga va ishlash printsipiga ko'ra, deformatsiya o'lchagichlar quyidagilarga bo'linadi:

• 
  Zo'riqishga chidamli.
  
• 
  Piezoelektrik.
  
• 
  Optik-polyarizatsiya.
  
• 
  Optik tolali.
  
• 
  Piezorezistiv .
  

Deformatsiya o'lchagichning konstruktiv xususiyatlari uning qo'llanilgan joyiga qarab belgilanadi , chunki dizayn mos ravishda o'lchash jarayonining o'zi, o'rnatish teshiklari va kuchlarning mumkin bo'lgan qo'llanilishi vektorlari mavjudligini aniqlaydi. Deformatsiya o'lchagichlar ham shakliga ko'ra turli xil bo'ladi:

1. 
   Konsol. Bunday qurilmalarning maqsadi dispenser, konveyer, platforma, bunker va pol tarozida moddalar miqdorini o'lchashdir.
   
2. 
   Silindrsimon. Ular vagonlar, avtomobillar, tanklar va konteynerlarni tortish uchun ishlatiladi - bu erda katta og'irliklarni o'lchash kerak.
   
3. 
   S-shaklidagi, tortishish, kranlar va boshqa shunga o'xshash tuzilmalar tomonidan ko'tarilgan og'irliklarni o'lchash uchun mos.
   

Amalda, deformatsiya o'lchagichlar butunlay boshqacha dizaynda ishlab chiqarilishi mumkin.
Qurilma va ishlash printsipi
Bosim yoki og'irlikni o'lchash uchun kuchlanish o'lchagichlar qo'llaniladi, ularning barchasi sezgir elementning shakli o'zgarganda elektr raqamli yoki analog elektr signalini ishlab chiqaradi. Lekin ular nimadan yasalgan?
Datchikni qaerga o'rnatishingiz mumkinligini aniqlaydigan har xil turdagi taglik yoki korpuslar mavjud. Va shuningdek, qaysi yo'nalishda ishlaydi - siqish, kuchlanish yoki bükme.

Nozik elementga qo'shimcha ravishda, tenzometr korpusida qo'shimcha bloklar bo'lishi mumkin, masalan, ADClar, quvvat konditsionerlari va boshqalar. Agar deformatsiya o'lchagich raqamli bo'lsa, u holda analog signalni (ADC) aylantirish uchun blok ham mavjud. Deformatsiyaga chidamli komponent misolida tenzometrning sezgir elementining ishlash printsipini ko'rib chiqaylik - ular eng keng qo'llanilishini topdilar.
Rezistiv turdagi kuchlanish o'lchagich - bu qarshilik qatlami qo'llaniladigan moslashuvchan plyonka yoki substrat. Agar u kino sensori bo'lsa, u nozik qoplama yoki folga, agar u simli datchik bo'lsa, sim moslashuvchan substratga o'rnatiladi. Buzadigan amallar yoki tel sinusli chiziqqa yotqizilgan.