Dalam berbagai bidang aktivitas manusia modern, ada kebutuhan untuk mengontrol struktur yang berbeda dengan mengukur parameter dan status elemen ini saat ini. Sensor pengukur regangan adalah asisten yang sangat diperlukan dalam hal ini.
Teknologi terkemuka semakin banyak menggunakan pengukur regangan elektronik, di antaranya model perangkat tahan regangan yang paling banyak digunakan. Elemen pengukur regangan dapat mengukur berat, gaya, tekanan, gerakan, dll.
Strain gauge banyak digunakan untuk timbangan, mesin industri, berbagai mesin, digunakan dalam industri konstruksi dan banyak bidang lainnya.
Jenis sensor
Di berbagai industri, berbagai macam transduser pengukur regangan digunakan. Ada jenis perangkat berikut:
- alat pengukuran gaya - sensor memindai perubahan gaya dan parameter beban;
- perangkat untuk mengukur proyeksi akselerasi - akselerometer;
- alat ukur untuk memindahkan bahan uji;
- perangkat tekanan pengukur regangan – ditandai dengan kontrol parameter tekanan dari berbagai elemen di berbagailingkungan;
- transduser torsi regangan.
Untuk timbangan, sel beban adalah elemen struktural yang paling umum. Tergantung pada penerapan struktur permukaan penerima kargo, jenis sensor berikut digunakan:
- perangkat tipe konsol;
- alat ukur berbentuk huruf latin S;
- sel beban berbentuk keping;
- Alat pengukur yang samar-samar menyerupai bentuk tong.
Ada klasifikasi pengukur regangan, tergantung pada fitur desain - elemen sensitivitas. Materi sumber mendefinisikan model berikut:
- kawat - dibuat dalam bentuk kawat, bahannya adalah nichrome dua komponen, senyawa unsur fechral, konstantan paduan termostabil;
- pengukur regangan foil - gunakan strip tipis foil;
- sensor semikonduktor - terbuat dari unsur kimia seperti silikon, galium, germanium.
Prinsip operasi
Prinsip perangkat didasarkan pada efek tensor. Esensinya terletak pada perubahan resistansi kerja elemen semi-konduktif selama ketegangan atau kompresinya - deformasi mekanis.
Strain gauge adalah seperangkat pengukur regangan konstruktif, yang memiliki titik komunikatif pada panel. Yang terakhir terhubung ke bahan untuk pengukuran. Diagram operasi fungsionalstrain gauge adalah bahwa ada dampak pada elemen sensitivitas. Perangkat terhubung ke sumber listrik menggunakan outlet listrik yang bersentuhan dengan pelat sensitif.
Titik kontak ditandai dengan adanya tegangan konstan. Sel beban mengambil alih bagian melalui substrat khusus. Massa material mengganggu sirkuit karena distorsi deformasi. Proses yang dihasilkan diubah menjadi sinyal arus listrik.
Sensor tekanan pengukur regangan sering digunakan dengan pengukur regangan AC. Dalam sistem ini, modulasi amplitudo tegangan dilakukan, yang diumpankan langsung ke sensor transduser.
Muat perangkat seluler
Alat ukur regangan terdiri dari:
- elemen elastis;
- pengukur regangan;
- kasus perangkat;
- konektor tersegel.
Di bawah elemen elastis berarti tubuh yang menerima beban. Hal ini terutama terbuat dari nilai baja khusus yang telah dipanaskan terlebih dahulu. Hal ini berdampak pada perolehan pembacaan yang stabil. Bentuk manufaktur disajikan dalam bentuk batang, cincin atau konsol. Struktur batang lebih diminati dan tersebar luas.
Strain gauge adalah rangkaian resistor kawat atau foil yang direkatkan ke batang. Bagian dari sensor pengukur regangan ini mengubah resistansi relatif terhadap deformasi batang, dan distorsi deformasi, pada gilirannya, sebanding denganmemuat.
Tubuh alat pengukur melindungi struktur internal dari semua jenis kerusakan mekanis, termasuk efek negatif lingkungan. Perumahan sesuai dengan standar internasional dan memiliki berbagai bentuk.
Konektor tertutup rapat diperlukan untuk menghubungkan sensor dengan peralatan tambahan (balance, amplifier, dll.) melalui kabel. Ada berbagai skema koneksi. Fitur desain dari beberapa sel beban menyediakan penggantian kabel.
Sensor Pengukuran Gaya
Sensor gaya regangan memiliki nama umum lainnya - dinamometer. Alat ukur ini merupakan bagian integral dari alat penimbangan. Kebutuhan mereka hampir tidak dapat ditaksir terlalu tinggi, karena mereka berfungsi di semua sistem teknologi otomatis dari produksi apa pun. Mereka telah digunakan dalam pertanian, kedokteran, metalurgi, industri otomotif, dll.
Dalam metode pengukuran ini, banyak manipulasi terjadi, dan sesuai dengan ini, beberapa jenis sel beban dibedakan:
- tactile - dibagi lagi menjadi transduser usaha, selip dan sentuhan;
- resistif - menggunakan pengukur regangan dan memiliki sinyal keluaran linier;
- piezoresonant - ditandai dengan efek langsung dan terbalik, yang menyediakan sensor khusus - resonator;
- piezoelektrik - tahan terhadap suhu lingkungan, kekuatan tinggi, menggunakan efek piezo langsung;
- magnetik –beroperasi pada fenomena magnetostriksi, yang mengubah geometri dimensi di wilayah magnet;
- kapasitif - alat ukur tipe parametrik, yaitu kapasitor.
Sensor pengukuran berat badan
Strain load cell terdiri dari tiga elemen:
- Strain gauge.
- Bend beam.
- Kabel.
Sensor digunakan dalam peralatan penimbangan industri dan pribadi. Alat ukur ini lebih populer di area manufaktur dan memiliki tipe sebagai berikut:
- perangkat konsol - billet aluminium atau baja. Baja dapat dibuat dalam bentuk tong atau mesin cuci, memiliki kekencangan yang tinggi;
- perangkat balok - mengukur beban pada platform dan struktur jembatan.
Manfaat sel beban
Mereka adalah:
- Pengukuran parameter presisi tinggi.
- Jangan biarkan distorsi informasi.
- Kompatibel dengan pengukuran tegangan.
- Dimensi keseluruhan yang ringkas.
Kerugiannya dapat dianggap sebagai hilangnya sensitivitas elemen yang berfungsi selama perubahan suhu kritis.
