– Pontosság – a királyok udvariassága! Korunkban ennek a középkori francia aforizmának a jelentősége csak nő. A pontos mérési számítások elvégzéséhez a gyártásban és a mindennapi életben egyre inkább alkalmazzák a nyúlásmérő alapú eszközöket.
Tartalom
Mi az a nyúlásmérő és mire valók a nyúlásmérők?
A tensometria (a latin tensus szóból – hangsúlyozva) egy mért tárgy vagy szerkezet feszültség-nyúlási állapotának mérésére szolgáló módszer és technika. A helyzet az, hogy a mechanikai igénybevételt nem lehet közvetlenül mérni, ezért a feladat az objektum deformációjának mérése és a feszültség kiszámítása speciális, az anyag fizikai tulajdonságait figyelembe vevő technikák segítségével.
A nyúlásmérők munkája a nyúláshatáson alapul - ez a szilárd anyagok azon tulajdonsága, hogy különféle alakváltozásokkal megváltoztatják ellenállásukat. A nyúlásmérő érzékelők olyan eszközök, amelyek egy szilárd test rugalmas alakváltozását mérik, és annak értékét elektromos jellé alakítják át. Ez a folyamat akkor következik be, amikor az érzékelő vezetékének ellenállása megváltozik, amikor megnyújtják és összenyomják. Ezek a fő elemei a szilárd anyagok (például gépalkatrészek, szerkezetek, épületek) alakváltozását mérő műszereknek.
Eszköz és működési elv
A nyúlásmérő alapja egy speciális érintkezőkkel ellátott nyúlásmérő, amely a mérőpanel elülső részén van rögzítve. A mérés során a panel érzékeny érintkezői érintkeznek a tárggyal. Ezek deformációja következik be, amelyet megmérnek és elektromos jellé alakítanak át, amely a nyúlásmérő mért értékét feldolgozó és megjelenítő elemekhez továbbítja.
A funkcionális felhasználási körtől függően az érzékelők a mért mennyiségek típusaiban és típusaiban is különböznek. Fontos tényező a szükséges mérési pontosság. Például a pékség kijáratánál lévő mérőcella mérőcella egyáltalán nem alkalmas elektronikus gyógyszerészeti mérlegekhez, ahol minden század gramm fontos.
Tekintsük részletesebben a modern nyúlásmérők típusait és típusait.
Nyomatékérzékelők
A nyomatékérzékelőket arra tervezték, hogy mérjék a forgó részek nyomatékát, például a motor főtengelyét vagy a kormányoszlopot.A nyomaték nyúlásmérők mind statikus, mind dinamikus nyomatékot képesek meghatározni érintkező vagy érintésmentes (telemetrikus) módszerrel.
Gerenda-, konzol- és élterhelési cellák
Az ilyen típusú jelátalakítók általában paralelogramma-konstrukció alapján készülnek, beépített hajlítóelemmel a nagy érzékenység és a mérések linearitása érdekében. A bennük lévő nyúlásmérők az érzékelő rugalmas elemének érzékeny területein vannak rögzítve, és a teljes hídrendszer szerint vannak csatlakoztatva.
Szerkezetileg a gerenda erőmérő cella speciális furatokkal rendelkezik az egyenetlen terheléseloszlás és a nyomó- és húzó alakváltozások észlelése érdekében. A maximális hatás elérése érdekében a nyúlásmérőket szigorúan irányítják speciális jelekkel a gerenda legvékonyabb pontján. Az ilyen típusú rendkívül pontos és megbízható érzékelők többszenzoros mérőrendszerek létrehozására szolgálnak platform- vagy bunkermérlegekben. Megtalálták alkalmazásukat mérlegelő adagolókban, ömlesztett és folyékony termékek csomagolóiban, kábelfeszességmérőkben és egyéb teljesítménymérőkben.
Szakító- és nyomóerőmérő cellák
A húzó és nyomó erőmérő cellák általában S alakúak, alumíniumból és ötvözött rozsdamentes acélból készülnek. Bunkermérlegekhez és adagolókhoz tervezve, 0,2-20 tonna mérési tartományban. Az S-alakú húzó- és nyomóerőmérő cellák kábel-, szövet- és rostgépekben használhatók ezen anyagok húzóerejének szabályozására.
Huzal és fólia nyúlásmérők
Huzal a nyúlásmérőket kis átmérőjű huzalból spirál formájában készítik, és ragasztóval egy rugalmas elemre vagy a tesztelendő alkatrészre rögzítik.Megkülönböztetik őket:
- könnyű gyártás;
- lineáris függőség az alakváltozástól;
- kis méret és ár.
A hiányosságok között meg kell jegyezni az alacsony érzékenységet, a környezet hőmérsékletének és páratartalmának a mérési hibára gyakorolt hatását, valamint a csak a rugalmas alakváltozások területén történő felhasználás lehetőségét.
fólia A nyúlásmérők jelenleg a legelterjedtebb nyúlásmérő típusok magas metrológiai tulajdonságaik és gyárthatóságuk miatt. Ez a gyártás fotolitográfiai technológiájának köszönhetően vált elérhetővé. A fejlett technológia lehetővé teszi egy 0,3 mm-es talpú nyúlásmérők, speciális nyúlásmérő aljzatok és nyúlásmérő láncok előállítását, széles üzemi hőmérséklet-tartományban -240 és +1100 ºС között, a mérőrács anyagainak tulajdonságaitól függően.
A nyúlásmérők előnyei és hátrányai
A nyúlásmérőket széles körben használják tulajdonságaik miatt:
- a nyúlásmérő monolitikus összekapcsolásának lehetősége a vizsgált résszel;
- a mérőelem kis vastagsága, amely nagy mérési pontosságot biztosít 1-3% hibával;
- könnyű rögzítés, mind sík, mind ívelt felületeken;
- legfeljebb 50 000 Hz frekvenciával változó dinamikus alakváltozások mérésének képessége;
- a mérések elvégzésének lehetősége nehéz környezeti körülmények között -240 és +1100˚С közötti hőmérsékleti tartományban;
- a paraméterek egyidejű mérésének lehetősége az alkatrészek több pontján;
- a nyúlásmérő rendszerektől nagy távolságra elhelyezkedő tárgyak deformációjának mérésének lehetősége;
- mozgó (forgó) alkatrészek deformációinak mérésének képessége.
A hiányosságok közül meg kell jegyezni:
- az időjárási viszonyok (hőmérséklet és páratartalom) hatása az érzékelők érzékenységére;
- a mérőelemek ellenállásának jelentéktelen változása (kb. 1%) jelerősítők alkalmazását igényli.
- ha a nyúlásmérők magas hőmérsékleten vagy agresszív környezetben működnek, különleges intézkedésekre van szükség a védelmére.
Alapvető kapcsolási rajzok
Tekintsük ezt a nyúlásmérők háztartási vagy ipari mérlegekhez való csatlakoztatásának példáján. Egy szabványos mérleg mérőcella négy többszínű vezetékkel rendelkezik: két bemenet a tápegység (+Ex, -Ex), a másik kettő mérőkimenet (+Sig, -Sig). Vannak öt vezetékes opciók is, ahol egy további vezeték szolgál képernyőként az összes többi számára. A gerenda típusú súlymérő érzékelő működésének lényege meglehetősen egyszerű. A bemenetek tápfeszültséget kapnak, a kimenetekről pedig feszültség megszűnik. A feszültség értéke a mérőérzékelő terhelésétől függ.
Ha a súlymérő cellától az ADC egységig terjedő vezetékek hossza jelentős, akkor maguk a vezetékek ellenállása befolyásolja a mérleg leolvasását. Ilyenkor célszerű egy visszacsatoló áramkört beiktatni, amely a mérőkörbe bevezetett vezetékek ellenállásából eredő hibát korrigálva kompenzálja a feszültségesést. Ebben az esetben a kapcsolási rajzon három pár vezeték lesz: teljesítmény, mérés és veszteségkompenzáció.
Alkalmazási példák nyúlásmérőkre
- mérlegelem.
- nyúlási erők mérése fémfeldolgozás során sajtolópréseken és hengerműveken nyomással.
- épületszerkezetek és szerkezetek feszültség-nyúlási állapotának monitorozása felállításuk és üzemeltetésük során.
- hőálló ötvözött acélból készült magas hőmérséklet érzékelők kohászati vállalkozások számára.
- rozsdamentes acél rugalmas elemmel kémiailag agresszív környezetben történő mérésekhez.
- nyomásméréshez olaj- és gázvezetékekben.
A nyúlásmérők egyszerűsége, kényelme és gyárthatósága a fő tényező további aktív megvalósításukhoz, mind a metrológiai folyamatokban, mind a mindennapi életben, mint háztartási készülékek mérőelemei.
Hasonló cikkek:
