Em várias esferas modernas da atividade humana, há a necessidade de controlar diferentes estruturas medindo os parâmetros e o estado atual desse elemento. Sensores extensômetros são assistentes indispensáveis nesta questão.
Tecnologias líderes estão usando cada vez mais strain gages eletrônicos, entre os quais os modelos de dispositivos resistentes à deformação são os mais amplamente utilizados. Os elementos do medidor de tensão podem medir peso, força, pressão, movimento, etc.
Strain gauges são amplamente utilizados para balanças, máquinas industriais, motores diversos, usados na indústria da construção e muitas outras áreas.
Tipos de sensores
Em várias indústrias, uma grande variedade de transdutores de strain gages é usada. Existem os seguintes tipos de dispositivos:
- ferramentas de medição de força - sensores verificam alterações nos parâmetros de força e carga;
- dispositivos para medir a projeção de aceleração - acelerômetros;
- meios de medição para mover materiais de teste;
- dispositivos de pressão manométrica – caracterizados pelo controle dos parâmetros de pressão de vários elementos em diferentesambientes;
- transdutores de torque de deformação.
Para balanças, as células de carga são o elemento estrutural mais típico. Dependendo da aplicação da estrutura da superfície de recepção de carga, são utilizados os seguintes tipos de sensores:
- dispositivos do tipo console;
- instrumentos de medida na forma da letra latina S;
- células de carga em forma de disco;
- Dispositivos de medição que lembram vagamente a forma de um barril.
Existe uma classificação de medidores de tensão de medição, dependendo das características do projeto - o elemento de sensibilidade. O material de origem define os seguintes modelos:
- fio - criado na forma de um fio, o material é nicromo de dois componentes, composto elementar fechral, liga termoestável constantan;
- extensômetros de folha - use tiras finas de folha;
- sensores semicondutores - feitos de elementos químicos como silício, gálio, germânio.
Princípio de funcionamento
O princípio do dispositivo é baseado no efeito tensor. Sua essência está em alterar a resistência de trabalho de elementos semicondutores durante sua tensão ou compressão - deformação mecânica.
Strain gauges são um conjunto construtivo de strain gages, que possui um ponto de comunicação no painel. Este último é conectado ao material para medição. Diagrama funcional de operaçãostrain gauge é que há um impacto no elemento de sensibilidade. O dispositivo é conectado a uma fonte de alimentação usando tomadas elétricas que estão em contato com a placa sensível.
Os pontos de contato são caracterizados pela presença de tensão constante. A célula de carga assume a peça através de um substrato especial. A massa de material interrompe o circuito devido a distorções deformacionais. O processo resultante é transformado em um sinal de corrente elétrica.
O sensor de pressão do medidor de tensão é frequentemente usado com medidores de tensão CA. Neste sistema, é realizada a modulação em amplitude da tensão, que é alimentada diretamente aos sensores do transdutor.
Carregar dispositivo celular
O instrumento de medição de tensão consiste em:
- elemento elástico;
- extensômetro;
- caso do dispositivo;
- conector selado.
Sob o elemento elástico entende-se um corpo que suporta a carga. É feito principalmente de aços especiais que foram previamente tratados termicamente. Isso tem um impacto na obtenção de leituras estáveis. A forma de fabricação é apresentada na forma de haste, anel ou console. A estrutura do bar é mais procurada e difundida.
Um medidor de tensão é um conjunto de resistor de fio ou folha que é colado a uma haste. Esta parte do sensor do strain gage altera sua resistência em relação à deformação da haste, e a distorção da deformação, por sua vez, é proporcional àcarga.
O corpo do dispositivo de medição protege a estrutura interna de todos os tipos de danos mecânicos, incluindo os efeitos negativos do meio ambiente. A caixa está em conformidade com o padrão internacional e tem várias formas.
O conector hermeticamente fechado é necessário para comunicar o sensor com equipamentos adicionais (balanças, amplificadores, etc.) através de um cabo. Existem vários esquemas de conexão. Os recursos de design de algumas células de carga permitem a substituição do cabo.
Sensores de Medição de Força
Sensores de força de deformação têm outro nome comum - dinamômetros. Estes instrumentos de medição são parte integrante do equipamento de pesagem. Sua necessidade dificilmente pode ser superestimada, pois funcionam em todos os sistemas tecnológicos automatizados de qualquer produção. Eles têm sido usados na agricultura, medicina, metalurgia, indústria automotiva, etc.
Neste método de medição, muitas manipulações ocorrem, e de acordo com isso, vários tipos de células de carga são distinguidos:
- tátil - subdividido em transdutores de esforço, deslizamento e toque;
- resistivo - use um strain gage e tenha um sinal de saída linear;
- piezoresonant - caracterizado pelo efeito direto e reverso, que fornece um sensor especial - ressonador;
- piezoelétrico - resistente à temperatura ambiente, de alta resistência, usa um efeito piezoelétrico direto;
- magnético –operam no fenômeno da magnetostrição, que altera a geometria das dimensões na região magnética;
- capacitivo - instrumentos de medição do tipo paramétrico, que são um capacitor.
Sensores de medição de peso
As células de carga de deformação consistem em três elementos:
- Strain gauge.
- Dobrar viga.
- Cabo.
Os sensores são usados em equipamentos de pesagem industriais e pessoais. Esses instrumentos de medição são mais populares nas áreas de fabricação e possuem os seguintes tipos:
- dispositivos de console - tarugos de alumínio ou aço. O aço pode ser feito em forma de barril ou arruela, possui alta estanqueidade;
- dispositivos de vigas - medem cargas na plataforma e estruturas de pontes.
Benefícios das células de carga
São:
- Medições de parâmetros de alta precisão.
- Não permita distorção de informações.
- Compatível com medições de tensão.
- Dimensões totais compactas.
A desvantagem pode ser considerada uma perda de sensibilidade dos elementos funcionais durante mudanças críticas de temperatura.
