Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.

 

Категории: Избранные статьи » Домашняя автоматизация
Количество просмотров: 25802
Комментарии к статье: 3

Тензометрические датчики в системах автоматизации


 
 

Тензометрические датчики в системах автоматизацииНи одна замкнутая автоматическая система управления не мыслима без датчиков, на показаниях которых формируется обратная связь.

Датчики… Такие разные по конструкции и принципу своего действия. Цифровые и аналоговые датчики давления, датчики температуры, скорости вращения, усилия, датчики тока, напряжения, перемещения… И это еще далеко не весь список всевозможных датчиков, применяемых в самых различных системах управления.

Но датчик – это всего лишь устройство, изменяющее свой сигнал пропорционально измеряемому параметру. А поскольку самый удобный для передачи и преобразования сигнал – это электрический ток, то принцип работы большинства датчиков основан на изменении собственного электрического сопротивления под воздействием внешнего фактора. Поэтому широкое распространение получили датчики со встроенными тензометрическими элементами.

Что же такое тензометрический элемент? Это, чаще всего, защищенная пленка из металлического сплава (фольга), электрическое сопротивление которого прямо пропорционально возникающей деформации. Применяемый сплав – это обычно смесь никеля и меди в определенной пропорции.

Именно сочетание этих металлов обеспечивает наиболее сильную зависимость сопротивления от внешних механических воздействий. Получается, все достаточно просто: включили в цепь тензометрический элемент-резистор, приложили к нему постоянное небольшое напряжение (несколько вольт), а по величине тока судим о деформациях, то есть об усилии, воздействующем на датчик.

Но на практике есть еще одна проблема. Заключается она в том, что даже для сплава меди и никеля изменение сопротивления под воздействием деформации очень малозначительны. Поэтому необходимо бывает применение усилителей или аналого-цифровых преобразователей.

Поскольку производить измерения проще от нулевой точки, то в составе тензометрических датчиков часто применяется схема, получившая название «мост Уитстона». Мост Уитстона – это четырехполюсник, включающий в свою схему резисторы R1, R2, R3 и R4. Резисторы располагаются в плечах моста, то есть, в его независимых ветвях.

Очень важным является то, что при равенстве всех четырех сопротивлений моста Уитстона напряжение на его выходе будет равно нулю вне зависимости от напряжения на входе. А если сопротивление хотя бы в одном плече изменится, то на выходе моста моментально появится напряжение, которое легко отследить и которое прямо пропорционально изменению сопротивления резистора.

моста Уитстона

Вот эту зависимость выходного напряжения моста Уитстона от изменения сопротивлений в его плечах и используют в тензометрических датчиках. То есть, разместив в одном или нескольких плечах моста тензометрические резисторы, мы имеем возможность отслеживать сложные деформации, возникающие в датчике.

Конструктивно датчик представляет собой упругий элемент, содержащий тензорезисторы. Обыкновенные резисторы, входящие в состав моста, могут быть размещены в АЦП или выполнены в отдельном блоке.

Просто удивительно, насколько разнообразные измерения можно проводить с помощью подобных тензометрических датчиков. Тензорезисторы позволяют контролировать усилие, вес, давление, перемещение, деформацию саму по себе, вибрацию… Безусловно, тензометрические датчики – одно из самых полезных изобретений в сфере автоматизации.

Александр Молоков





Поделитесь этой статьей с друзьями:

Вступайте в наши группы в социальных сетях:

ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Pinterest

Смотрите также на Электрик Инфо:

  • Применение моста Уитстона для измерения неэлектрических величин
  • Чем отличаются аналоговые и цифровые датчики
  • Аналоговые датчики: применение, способы подключения к контроллеру
  • Промышленные датчики температуры
  • Датчики температуры. Часть вторая. Терморезисторы

  •  
      Комментарии:

    #1 написал: артем | [цитировать]

     
     

    Кроме всех перечисленных достоинств можно еще добавить, что при самой маленькой модернизации в конструкции тензометрического датчика (герметичность), можно обеспечить их длительную эксплуатацию практически в любых внешних условиях, включая высокую температуру, прямое попадание воды, снег, туман, высокую влажность и прямые солнечные лучи. Диапазон рабочих температур тензометрических датчиков – от -40° до 80°C, с минимальными температурными изменениями характеристик.

      Комментарии:

    #2 написал: Сергей | [цитировать]

     
     

    Покупал тензодатчик на замену сломавшегося. Если кто столкнется с необходимостью - рекомендую компанию Скайвес. Ребята сходу на все вопросы ответили, все разъяснили, не отфутболили - чувствуется, что профи работают. В следующем месяце планируется еще 2 покупать - уже без вариантов у них заказывать буду.
    Ссылка: http://skyves.ru/element/index/28

      Комментарии:

    #3 написал: Sergey | [цитировать]

     
     

    На днях возникла необходимость купить тензодатчики CAS для автомобильных весов. Решили обратиться в компанию Скайвес - они ни раз уже нас выручали по таким вопросам. Сегодня будем устанавливать.

    Добавление комментария
    Имя:*
    Комментарий:
    Введите код: *

    Сайт электрика

    Новые статьи



    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Практическая электроника | Электротехнические новинки

    English French German Italian Portuguese Russian Spanish

    Copyright © 2009-2020 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный (информация о сайте и авторах статей)
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.