Принцип работы весового тензодатчика

21.05.2022

Тензометрические датчики – универсальная категория измерительных устройств. Комплекты тензометров устанавливают на автомобильные весы, платформы, терминалы для приема, отпуска грузов. В чем заключается принцип работы весового тензодатчика?

Конструкция тензометрических датчиков

В состав тензодатчика входят упругий элемент, тензорезистор, корпус, подложка. В качестве преобразователей энергии выступают проволочная сетка, фольга, трубки, стержни. Чувствительные тензорезисторы изготавливают из константана – медно-никелевого сплава, или полупроводников.

Коэффициент пропорциональности константана равен 2, а полупроводников с добавлением кремния или германия достигает 50-70. Поэтому полупроводниковые тензоры отличаются большей чувствительностью. С другой стороны, металлические контуры имеют небольшие показатели отклонения – до 0.5%, по сравнению с полупроводниками, которые удлиняются на 1.5-9%.

Производители выпускают

  • консольные;

  • цилиндрические;

  • S-образные датчики.

Консольные модели измеряют изгибающие и крутящие моменты. Эти измерительные элементы устанавливают в точках максимального прогиба платформ. Массивные цилиндрические измерители подходят для эксплуатации в условиях значительных нагрузок. S-образные тензодатчики используют для оценки трехмерных деформаций.

Схема размещения тензометров

Двухсекционная грузовая платформа автомобильных весов состоит из шести поперечных опор. Длина секций составляет 3 или 6 метров. Поэтому общая длина платформы равна 6 или 12 метрам. В некоторых случаях к трехметровым секциям доставляют дополнительные 2-3-метровые элементы. Тензодатчики равномерно распределены под всей площадью грузовой платформы.

Принцип работы

При воздействии веса автомобиля тензорезисторы деформируются вместе с металлическим корпусом датчика. Происходит изменение длины – увеличение или удлинение чувствительных элементов. Этот процесс меняет электрическое сопротивление тензодатчика. Внутренняя электрическая цепь (Мост Уитстона) усиливает колебания и генерирует электросигнал. То есть, под воздействием груза происходит механическая деформация. Меняется сопротивление и пакеты данных передаются на внешний контроллер.

Как определяется вес грузов

В основе функционирования измерительных устройств лежит закон Гука. При возникновении упругой деформации электросопротивление контрольных элементов изменяется пропорционально удлинению. Для расчета возникшей нагрузки используется коэффициент пропорциональности.

Зависимость между нагрузкой (весом груза) и удлинением датчика высчитывают по формуле

ΔR/R = k×Δl/l

При этом R – исходное значение электросопротивления;

ΔR – изменение электросопротивления, возникающее при деформации;

k – коэффициент пропорциональности;

Δl – изменение длины;

l – длина измерителя до нагрузки.

Этот порядок расчетов используют в автомобильных весах, другой весоизмерительной технике. Класс точности тензодатчиков для автовесов составляет С3 по ГОСТ 8.631-2013. Различные серии КИП предназначены для взвешивания грузов массой до 40, 60, 80, 100 тонн. Самыми распространенными являются колонные и двух-опорные модели. Реже используют балки изгиба и мембранные датчики.



Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2022
При цитировании информации ссылка на сайт обязательна.
Копирование материалов сайта ЗАПРЕЩЕНО!