Thiết bị đo biến dạng trong hệ thống tự động hóa

Không có hệ thống điều khiển tự động đóng nào có thể hiểu được nếu không có cảm biến, trên lời khai của phản hồi được hình thành.

Cảm biến ... Rất khác nhau trong thiết kế và nguyên tắc hành động. Cảm biến áp suất kỹ thuật số và analog, cảm biến nhiệt độ, tốc độ quay, nỗ lực, dòng điện, điện áp, cảm biến dịch chuyển ... Và đây không phải là toàn bộ danh sách tất cả các loại cảm biến được sử dụng trong các hệ thống điều khiển khác nhau.

Nhưng cảm biến - đây chỉ là một thiết bị thay đổi tín hiệu theo tỷ lệ với tham số đo được. Và vì tín hiệu thuận tiện nhất để truyền và chuyển đổi là dòng điện, nên nguyên tắc hoạt động của hầu hết các cảm biến dựa trên sự thay đổi điện trở của chính chúng dưới tác động của yếu tố bên ngoài. Do đó, các cảm biến có tích hợp các yếu tố đo độ căng được sử dụng rộng rãi.

Cái gì yếu tố đo biến dạng? Đây là, thường xuyên nhất, một bộ phim được bảo vệ bằng hợp kim kim loại (lá), điện trở của nó tỷ lệ thuận với biến dạng xảy ra. Hợp kim được sử dụng thường là hỗn hợp của niken và đồng theo tỷ lệ nhất định.

Đó là sự kết hợp của các kim loại này cung cấp sự phụ thuộc mạnh nhất của điện trở vào các ảnh hưởng cơ học bên ngoài. Hóa ra mọi thứ khá đơn giản: chúng bao gồm một phần tử điện trở đo biến dạng trong mạch, đặt một điện áp nhỏ không đổi (vài volt) cho nó, và bằng cường độ dòng điện chúng ta phán đoán các biến dạng, nghĩa là lực tác động lên cảm biến.

Nhưng trong thực tế có một vấn đề khác. Nó bao gồm trong thực tế là ngay cả đối với một hợp kim của đồng và niken, sự thay đổi điện trở dưới ảnh hưởng của biến dạng là rất không đáng kể. Do đó, cần phải sử dụng bộ khuếch đại hoặc bộ chuyển đổi tương tự sang số.

Do các phép đo đơn giản hơn từ điểm 0, nên một máy đo biến dạng được gọi là Cầu Wheatstone thường được sử dụng trong các cảm biến đo biến dạng. Cầu Wheatstone là một thiết bị bốn đầu nối bao gồm các điện trở R1, R2, R3 và R4 trong mạch của nó. Các điện trở được đặt trên vai của cây cầu, nghĩa là trong các nhánh độc lập của nó.

Điều rất quan trọng là nếu tất cả bốn điện trở của cầu Wheatstone đều bằng nhau, điện áp ở đầu ra của nó sẽ bằng 0 bất kể điện áp đầu vào. Và nếu điện trở trong ít nhất một nhánh thay đổi, thì điện áp sẽ ngay lập tức xuất hiện ở đầu ra của cầu, dễ theo dõi và tỷ lệ thuận với sự thay đổi điện trở của điện trở.

Sự phụ thuộc này của điện áp đầu ra của cầu Wheatstone vào sự thay đổi điện trở ở vai của nó được sử dụng trong các cảm biến đo biến dạng. Đó là, bằng cách đặt các điện trở đo biến dạng ở một hoặc một vài vai của cây cầu, chúng ta có thể theo dõi các biến dạng phức tạp xảy ra trong cảm biến.

Về mặt cấu trúc, cảm biến là một yếu tố đàn hồi có chứa đồng hồ đo biến dạng. Các điện trở thông thường là một phần của cây cầu có thể được đặt trong ADC hoặc được thực hiện trong một đơn vị riêng biệt.

Nó chỉ đơn giản là tuyệt vời làm thế nào các phép đo đa dạng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các cảm biến đo biến dạng tương tự. Thiết bị đo biến dạng cho phép bạn kiểm soát lực, trọng lượng, áp suất, chuyển vị, biến dạng trong chính nó, độ rung ... Tất nhiên, máy đo biến dạng là một trong những phát minh hữu ích nhất trong lĩnh vực tự động hóa.

Alexander Molokov

Comments

[#1 Artyom]

Ngoài tất cả các ưu điểm được liệt kê ở trên, có thể nói thêm rằng với sự hiện đại hóa nhỏ nhất trong thiết kế máy đo biến dạng (độ kín), có thể đảm bảo hoạt động lâu dài của chúng trong hầu hết mọi điều kiện bên ngoài, bao gồm nhiệt độ cao, nước trực tiếp, tuyết, sương mù, độ ẩm cao và ánh sáng mặt trời trực tiếp . Phạm vi nhiệt độ hoạt động của cảm biến đo biến dạng là từ -40 ° đến 80 ° C, với sự thay đổi nhiệt độ tối thiểu trong các đặc tính.

[#3]

Hôm nọ có nhu cầu mua máy đo biến dạng CAS cho cân xe tải. Chúng tôi quyết định liên hệ với công ty Skyves - họ đã giúp chúng tôi giải quyết các vấn đề như vậy hơn một lần. Hôm nay chúng tôi sẽ cài đặt.