Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, 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.
 

 

  • Как отличить хороший самозажимной клеммник от подделки
  • Почему горят ТЭНы на водонагревателях и стиральных машинах и как их заменить
  • Способы и схемы управления тиристором или симистором
  • Стрелочные и цифровые мультиметры - достоинства и недостатки
  • Как устроен компьютерный блок питания и как его запустить без компьютера
  • Устройство плавного пуска электродвигателя: назначение, устройство и принцип работы, преимущества, схема подключения
  • Электрик  

    Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Устройства автоматики » Тензометрические датчики в системах автоматизации
    Количество просмотров: 27813
    Комментарии к статье: 4


    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

    Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

    Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

    Факультет Интернет вещей

    Обучение Интернет вещей и современные встраиваемые системы

    Вы сможете:

    • Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

    • Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

    • Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

    Starter box для первых экспериментов в подарок!

    После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды...

    Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

    Подробнее здесь: Интернет вещей и современные встраиваемые системы






    Поделитесь этой статьей с друзьями:

    Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Применение моста Уитстона для измерения неэлектрических величин
  • Датчики давления Honeywell
  • Чем отличаются аналоговые и цифровые датчики
  • Аналоговые датчики: применение, способы подключения к контроллеру
  • Промышленные датчики температуры
  • Датчики температуры. Часть вторая. Терморезисторы
  • Подключение аналоговых датчиков к Ардуино, считывание показаний датчиков
  • Герконовые датчики
  • Как устроены и работают электронные датчики скорости для автомобилей
  • Беспроводные датчики движения
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Устройства автоматики

    Аналоговая электроника, Измерительные мосты

      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.

      Комментарии:

    #4 написал: Олег | [цитировать]

    К конструкции прикреплен набор датчиков, которые измеряют деформацию опорных балок, вызванную изменением веса материала, и выдают электрический выходной сигнал. Эти системы быстро и легко устанавливаются и не требуют остановки технологического процесса. Производители тензодатчиков добавляют в них дополнительные функции для повышения их точности. Примером этого является активная температурная компенсация, которая предотвращает влияние условий окружающей среды и, в основном, теплового эффекта день-ночь при наружных применениях на весовую систему, минимизируя или игнорируя ее. Благодаря своим характеристикам тензодатчики идеально подходят для измерения товарных запасов в емкостях любого типа. Характеристики твердого, целлюлозного или жидкого материала, угол естественного откоса, изменение плотности или пены не влияют на точность системы. Кроме того бесконтактное измерение с помощью тензодатчиков исключает риск загрязнения.

    Добавление комментария
    Имя:*
    Комментарий:

    Популярные статьи:

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Яндекс Дзен

     


    Популярные разделы сайта:

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

    Copyright © 2009-2021 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Источник иллюстраций: авторские рисунки и фотографии, электрика на стоковых фото