Tolok terikan ialah peranti yang menukar ubah bentuk keanjalan yang diukur bagi jasad pepejal kepada isyarat elektrik. Ini berlaku disebabkan oleh perubahan dalam rintangan konduktor penderia apabila dimensi geometrinya berubah daripada tegangan atau mampatan.
Tolok terikan: prinsip operasi
Elemen utama peranti ialah tolok terikan yang dipasang pada struktur anjal. Tolok terikan ditentukur dengan memuatkan secara berperingkat dengan daya peningkatan yang diberikan dan mengukur magnitud rintangan elektrik. Kemudian, dengan menukarnya, adalah mungkin untuk menentukan nilai beban yang tidak diketahui yang digunakan dan terikan yang berkadar dengannya.
Bergantung pada jenis penderia, anda boleh mengukur:
- kekuatan;
- tekanan;
- bergerak;
- tork;
- pecutan.
Walaupun dengan skema pemuatan struktur yang paling kompleks, tindakan diteruskantolok terikan dikurangkan kepada meregangkan atau memampatkan kekisinya di sepanjang bahagian panjang yang dipanggil tapak.
Tolok terikan yang manakah digunakan
Jenis tolok terikan yang paling biasa dengan perubahan dalam rintangan aktif di bawah tindakan mekanikal - tolok terikan.
Tolok terikan wayar
Contoh paling mudah ialah sekeping dawai nipis yang lurus, yang disambungkan pada bahagian yang sedang dikaji. Rintangannya ialah: r=pL/s, dengan p ialah kerintangan, L ialah panjang, s ialah luas keratan rentas.
Bersama-sama dengan bahagian itu, wayar yang digam menjadi cacat elastik. Pada masa yang sama, dimensi geometrinya berubah. Apabila dimampatkan, keratan rentas konduktor meningkat, dan apabila diregangkan, ia berkurangan. Oleh itu, perubahan dalam rintangan berubah tanda bergantung pada arah ubah bentuk. Cirinya adalah linear.
Kepekaan tolok terikan yang rendah menyebabkan keperluan untuk menambah panjang wayar dalam kawasan ukuran yang kecil. Untuk melakukan ini, ia dibuat dalam bentuk lingkaran (kisi) wayar, terpaku pada kedua-dua belah pihak dengan plat penebat dari filem varnis atau kertas. Untuk menyambung ke litar elektrik, peranti ini dilengkapi dengan dua wayar plumbum tembaga. Ia dikimpal atau dipateri ke hujung wayar bergelung dan cukup kuat untuk menyambung ke litar elektrik. Tolok terikan dilekatkan pada elemen elastik atau bahagian yang diuji dengan gam.
Sel beban wayar mempunyai kelebihan berikut:
- reka bentuk ringkas;
- pergantungan linear pada ketegangan;
- saiz kecil;
- harga rendah.
Kelemahan termasuk kepekaan yang rendah, pengaruh suhu ambien, keperluan untuk perlindungan daripada kelembapan, gunakan hanya dalam kawasan ubah bentuk elastik.
Wayar akan berubah bentuk apabila daya lekatan pelekat padanya melebihi daya yang diperlukan untuk meregangkannya. Nisbah permukaan ikatan ke kawasan keratan rentas hendaklah 160 hingga 200, yang sepadan dengan diameternya 0.02-0.025 mm. Ia boleh ditingkatkan sehingga 0.05 mm. Kemudian, semasa operasi biasa tolok terikan, lapisan pelekat tidak akan dimusnahkan. Di samping itu, penderia berfungsi dengan baik dalam pemampatan, kerana helai wayar adalah penting dengan filem pelekat dan bahagiannya.
Sel Muatan Kerajang
Parameter dan prinsip operasi sel beban kerajang adalah sama seperti parameter wayar. Satu-satunya bahan ialah nichrome, constantan atau titanium-aluminium foil. Teknologi pembuatan fotolitografi membolehkan mendapatkan konfigurasi kekisi yang kompleks dan mengautomasikan proses.
Berbanding dengan tolok terikan wayar, tolok terikan foil lebih sensitif, membawa arus lebih banyak, menghantar terikan dengan lebih baik, mempunyai petunjuk yang lebih kuat dan mempunyai corak yang lebih kompleks.
Sel beban semikonduktor
Sensitiviti penderia adalah kira-kira 100 kali lebih tinggi daripada penderia wayar, yang membolehkan ia digunakan dengan kerap tanpa penguat. Kelemahannya ialah kerapuhan, pergantungan yang tinggi pada suhu ambien dan ketarasebaran parameter.
Spesifikasi tolok terikan
- Tas - panjang konduktor grid (0.2-150 mm).
- Rintangan nominal R - nilai rintangan aktif (10-1000 Ohm).
- Arus bekalan berfungsi Ip - arus di mana tolok terikan tidak menjadi panas dengan ketara. Apabila terlampau panas, sifat bahan elemen penderiaan, tapak dan lapisan pelekat berubah, memesongkan bacaan.
- Faktor terikan: s=(∆R/R)/(∆L/L), di mana R dan L ialah rintangan elektrik dan panjang penderia yang tidak dimuatkan, masing-masing; ∆R dan ∆L - perubahan rintangan dan ubah bentuk daripada daya luar. Untuk bahan yang berbeza, ia boleh menjadi positif (R meningkat dengan ketegangan) dan negatif (R meningkat dengan mampatan). Nilai s untuk logam berbeza berbeza dari -12.6 hingga +6.
Skim untuk menghidupkan tolok terikan
Untuk mengukur isyarat elektrik kecil, pilihan terbaik ialah sambungan jambatan, di tengahnya ialah voltmeter. Contoh paling mudah ialah tolok terikan, litar yang dipasang mengikut prinsip jambatan elektrik, di salah satu lengan yang disambungkan. Rintangan yang tidak dimuatkan akan sama dengan perintang yang lain. Dalam kes ini, peranti akan menunjukkan voltan sifar.
Prinsip pengendalian tolok terikan adalah untuk menambah atau mengurangkan nilai rintangannya, bergantung pada sama ada daya mampatan atau tegangan.
Suhu tolok terikan mempunyai kesan ketara ke atas ketepatan bacaan. Jika rintangan terikan yang serupa disertakan dalam lengan jambatan yang lain, yang tidak akan dimuatkan, ia akan melaksanakan fungsi mengimbangi kesan terma.
Litar pengukur juga mesti mengambil kira nilai rintangan elektrik wayar yang disambungkan kepada perintang. Pengaruhnya dikurangkan dengan menambah wayar lain yang disambungkan pada salah satu pin tolok terikan dan voltmeter.
Jika kedua-dua penderia dilekatkan pada elemen elastik sedemikian rupa sehingga bebannya berbeza dalam tanda, isyarat akan dikuatkan sebanyak 2 kali ganda. Jika terdapat empat penderia dalam litar dengan beban yang ditunjukkan oleh anak panah dalam rajah di atas, sensitiviti akan meningkat dengan ketara. Dengan sambungan tolok terikan wayar atau foil ini, mikroammeter konvensional akan memberikan bacaan tanpa penguat isyarat elektrik. Adalah penting untuk memilih nilai rintangan dengan tepat menggunakan multimeter supaya ia sama antara satu sama lain dalam setiap lengan jambatan elektrik.
Aplikasi tolok terikan dalam kejuruteraan
- Sebahagian daripada reka bentuk penimbang: apabila menimbang, badan penderia berubah bentuk secara elastik, dan dengannya tolok terikan dilekatkan padanya, disambungkan dalam litar. Isyarat elektrik dihantar ke meter.
- Memantau keadaan terikan-tekanan struktur bangunan dan struktur kejuruteraan dalam proses pembinaan dan operasinya.
- Tolok terikan untuk mengukur daya ubah bentuk semasa pemesinantekanan logam pada kilang penggelek dan mesin pengecap.
- Penderia suhu tinggi untuk keluli dan industri lain.
- Penderia pengukur dengan unsur anjal keluli tahan karat untuk operasi dalam persekitaran yang agresif secara kimia.
Tolok terikan standard dibuat dalam bentuk pencuci, tiang, rasuk mudah atau dua muka, berbentuk S. Untuk semua struktur, adalah penting bahawa daya digunakan dalam satu arah: dari atas ke bawah atau sebaliknya. Di bawah keadaan operasi yang teruk, reka bentuk khas memungkinkan untuk menghapuskan tindakan kuasa parasit. Harga mereka sebahagian besarnya bergantung pada ini.
Untuk tolok terikan, harganya berjulat dari ratusan rubel hingga ratusan ribu. Banyak bergantung pada pengilang, reka bentuk, bahan, teknologi pembuatan, nilai parameter yang diukur, peralatan elektronik tambahan. Untuk sebahagian besar, ia adalah komponen pelbagai jenis skala.
Kesimpulan
Prinsip pengendalian semua tolok terikan adalah berdasarkan kepada perubahan ubah bentuk unsur elastik kepada isyarat elektrik. Untuk tujuan yang berbeza, terdapat reka bentuk sensor yang berbeza. Apabila memilih tolok terikan, adalah penting untuk menentukan sama ada litar mempunyai pampasan untuk memesongkan bacaan suhu dan pengaruh mekanikal parasit.
