ในกิจกรรมของมนุษย์สมัยใหม่ที่หลากหลาย มีความจำเป็นต้องควบคุมโครงสร้างที่แตกต่างกันโดยการวัดค่าพารามิเตอร์และสถานะปัจจุบันขององค์ประกอบนี้ เซ็นเซอร์สเตรนเกจเป็นตัวช่วยที่ขาดไม่ได้ในเรื่องนี้
เทคโนโลยีชั้นนำกำลังใช้สเตรนเกจอิเล็กทรอนิกส์มากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งในรุ่นอุปกรณ์ต้านทานความเครียดนั้นมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด สเตรนเกจวัดน้ำหนัก แรง แรงกด การเคลื่อนไหว ฯลฯ
สเตรนเกจใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเครื่องชั่ง เครื่องจักรอุตสาหกรรม เครื่องยนต์ต่างๆ ที่ใช้ในอุตสาหกรรมก่อสร้างและด้านอื่นๆ อีกมากมาย
ประเภทของเซ็นเซอร์
ในอุตสาหกรรมต่างๆ มีการใช้ทรานสดิวเซอร์สเตรนเกจที่หลากหลาย มีอุปกรณ์ประเภทต่อไปนี้:
- เครื่องมือวัดแรง - เซ็นเซอร์สแกนหาการเปลี่ยนแปลงของแรงและพารามิเตอร์โหลด
- อุปกรณ์สำหรับวัดการฉายภาพอัตราเร่ง - มาตรความเร่ง
- เครื่องมือวัดสำหรับการเคลื่อนย้ายวัสดุทดสอบ
- อุปกรณ์แรงดันเกจสเตรนเกจ – โดดเด่นด้วยการควบคุมพารามิเตอร์แรงดันขององค์ประกอบต่างๆ ที่แตกต่างกันสภาพแวดล้อม;
- สเตรนทอร์คทรานสดิวเซอร์
สำหรับเครื่องชั่ง โหลดเซลล์เป็นองค์ประกอบโครงสร้างทั่วไปที่สุด ขึ้นอยู่กับการใช้งานของโครงสร้างพื้นผิวรับสินค้า ใช้เซ็นเซอร์ประเภทต่อไปนี้:
- อุปกรณ์ประเภทคอนโซล
- เครื่องมือวัดในรูปแบบตัวอักษรละติน S;
- โหลดเซลล์รูปเด็กซน;
- เครื่องวัดที่มีรูปร่างคล้ายกระบอกปืน
มีการจำแนกประเภทของเครื่องวัดความเครียด ขึ้นอยู่กับลักษณะการออกแบบ - องค์ประกอบความไว แหล่งข้อมูลกำหนดรูปแบบต่อไปนี้:
- wire - สร้างขึ้นในรูปของลวด, วัสดุเป็นนิกโครมสององค์ประกอบ, เฟครัลผสมธาตุ, ค่าคงที่อัลลอยด์ที่ควบคุมอุณหภูมิได้;
- ฟอยล์สเตรนเกจ - ใช้แผ่นฟอยล์บางๆ
- เซ็นเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ - ทำจากองค์ประกอบทางเคมี เช่น ซิลิกอน แกลเลียม เจอร์เมเนียม
หลักการทำงาน
หลักการของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์เทนเซอร์ สาระสำคัญอยู่ที่การเปลี่ยนความต้านทานการทำงานขององค์ประกอบกึ่งตัวนำในระหว่างการตึงหรือการบีบอัด - การเสียรูปทางกล
สเตรนเกจเป็นชุดสเตรนเกจที่สร้างสรรค์ ซึ่งมีจุดสื่อสารบนแผง หลังเชื่อมต่อกับวัสดุสำหรับการวัด แผนภาพการทำงานของการทำงานสเตรนเกจคือมีผลกระทบต่อองค์ประกอบความไว อุปกรณ์เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานโดยใช้เต้ารับไฟฟ้าที่สัมผัสกับเพลตที่ละเอียดอ่อน
จุดสัมผัสมีแรงดันไฟฟ้าคงที่ โหลดเซลล์เข้ายึดชิ้นส่วนผ่านวัสดุพิมพ์พิเศษ มวลของวัสดุขัดจังหวะวงจรเนื่องจากการบิดเบี้ยวผิดรูป ผลลัพธ์ที่ได้จะถูกแปลงเป็นสัญญาณกระแสไฟฟ้า
เซ็นเซอร์แรงดันสเตรนเกจมักใช้กับสเตรนเกจไฟฟ้ากระแสสลับ ในระบบนี้ จะมีการมอดูเลตแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้า ซึ่งป้อนโดยตรงไปยังเซ็นเซอร์ทรานสดิวเซอร์
โหลดอุปกรณ์มือถือ
เครื่องมือวัดความเครียดประกอบด้วย:
- องค์ประกอบยืดหยุ่น
- สเตรนเกจ;
- เคสอุปกรณ์;
- ขั้วต่อที่ปิดสนิท
ภายใต้องค์ประกอบยืดหยุ่นหมายถึงร่างกายที่รับน้ำหนัก ส่วนใหญ่ทำจากเหล็กเกรดพิเศษที่ผ่านการอบร้อนล่วงหน้า สิ่งนี้มีผลกระทบต่อการอ่านที่เสถียร รูปแบบการผลิตจะแสดงเป็นแท่ง วงแหวน หรือคอนโซล โครงสร้างแท่งเป็นที่ต้องการและแพร่หลายมากขึ้น
สเตรนเกจคือชุดตัวต้านทานลวดหรือฟอยล์ที่ติดกาวไว้กับแกน ส่วนนี้ของเซ็นเซอร์สเตรนเกจจะเปลี่ยนความต้านทานสัมพันธ์กับการเสียรูปของก้านสูบ และในทางกลับกัน การบิดเบือนของรูปจะเป็นสัดส่วนกับโหลด.
ตัวอุปกรณ์วัดปกป้องโครงสร้างภายในจากความเสียหายทางกลทุกประเภท รวมถึงผลกระทบด้านลบของสิ่งแวดล้อม ตัวเรือนเป็นไปตามมาตรฐานสากลและมีรูปร่างต่างๆ
ต้องใช้ขั้วต่อที่ปิดผนึกอย่างผนึกแน่นเพื่อสื่อสารเซ็นเซอร์กับอุปกรณ์เพิ่มเติม (บาลานซ์ แอมพลิฟายเออร์ ฯลฯ) ผ่านสายเคเบิล มีแผนการเชื่อมต่อที่หลากหลาย คุณสมบัติการออกแบบของโหลดเซลล์บางตัวมีให้สำหรับการเปลี่ยนสายเคเบิล
เซ็นเซอร์วัดแรง
เซ็นเซอร์วัดแรงตึงเครียดมีชื่อสามัญอีกชื่อหนึ่ง - ไดนาโมมิเตอร์ เครื่องมือวัดเหล่านี้เป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์ชั่งน้ำหนัก ความต้องการของพวกเขาแทบจะไม่สามารถประเมินได้ เนื่องจากสิ่งเหล่านี้ทำงานในระบบเทคโนโลยีอัตโนมัติทั้งหมดของการผลิตใดๆ ถูกนำมาใช้ในการเกษตร การแพทย์ โลหะวิทยา อุตสาหกรรมยานยนต์ ฯลฯ
ในวิธีการวัดนี้ มีการปรับเปลี่ยนหลายอย่าง และตามนี้ โหลดเซลล์หลายประเภทจึงถูกแยกแยะ:
- สัมผัส - แบ่งออกเป็นทรานสดิวเซอร์ของความพยายาม การเลื่อนหลุด และการสัมผัส
- resistive - ใช้สเตรนเกจและมีสัญญาณเอาท์พุตเชิงเส้น
- piezoresonant - โดดเด่นด้วยเอฟเฟกต์ตรงและย้อนกลับ ซึ่งมีเซ็นเซอร์พิเศษ - เรโซเนเตอร์
- piezoelectric - ทนต่ออุณหภูมิแวดล้อม ความแข็งแรงสูง ใช้เอฟเฟกต์เพียโซโดยตรง
- แม่เหล็ก –ดำเนินการเกี่ยวกับปรากฏการณ์ของสนามแม่เหล็กซึ่งเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตของมิติในบริเวณแม่เหล็ก
- capacitive - เครื่องมือวัดประเภทพาราเมตริกซึ่งเป็นตัวเก็บประจุ
เซ็นเซอร์วัดน้ำหนัก
โหลดเซลล์ความเครียดประกอบด้วยสามองค์ประกอบ:
- สเตรนเกจ
- โค้งงอ
- เคเบิ้ล.
เซ็นเซอร์ใช้ในอุตสาหกรรมและอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักส่วนบุคคล เครื่องมือวัดเหล่านี้เป็นที่นิยมมากขึ้นในพื้นที่การผลิตและมีประเภทต่อไปนี้:
- อุปกรณ์คอนโซล - แท่งอลูมิเนียมหรือเหล็ก เหล็กสามารถทำเป็นถังหรือเครื่องซักผ้าได้มีความรัดกุมสูง
- อุปกรณ์บีม - วัดโหลดบนโครงสร้างแพลตฟอร์มและสะพาน
ประโยชน์ของโหลดเซลล์
พวกเขาคือ:
- การวัดพารามิเตอร์ที่มีความแม่นยำสูง
- ห้ามบิดเบือนข้อมูล
- เข้ากันได้กับการวัดแรงดันไฟฟ้า
- ขนาดโดยรวมกะทัดรัด
ข้อเสียถือได้ว่าสูญเสียความไวขององค์ประกอบการทำงานระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิวิกฤต
