Основи мерења мерача напона

Манометар је један од најкориснијих алата за прецизно мерење ширења или стезања материјала при примени сила. Мерни инструменти су такође корисни за индиректно мерење примењених сила ако су приближно линеарно поравнати са деформацијом материјала.

Шта су то мерни инструменти

Детектори су сензори чији електрични отпор варира сразмерно количини деформације (деформација материјала).

Идеалан мерач напрезања променио би свој отпор пропорционално уздужном напрезању на површини на коју је причвршћен сензор.

Међутим, постоје и други фактори који могу утицати на отпор, попут температуре, својстава материјала и лепка који веже мерач за материјал.

Детектор се састоји од паралелне решетке од врло фине металне жице или фолије која је за напету површину повезана танким изолованим слојем епоксида. Када се везани материјал напрегне, сој се преноси кроз лепак. Облик мреже дизајниран је по обрасцу који пружа максималну промену отпора по јединици површине.

Како одабрати мерач напрезања

При одабиру мерача напрезања за неку примену, три главна разлога су радна температура, природа напрезања која се открива и захтеви за стабилношћу.

Како је мерач напрезања постављен на затегнуту површину, важно је да је мерач затегнут једнако као и површина. Лепљиви материјал треба пажљиво одабрати како би се сој поуздано пренео на сензор у широком температурном опсегу и другим условима.

Вредност отпора мерача сојева варира у зависности од натезања према: промена Р / Р = С, где је Р отпор, е деформација, а С фактор осетљивости на деформацију За металне мераче фолије, фактор осетљивости на деформације је око 2.

Прирасти деформације обично су мањи од 0,005 инча / инч и често се изражавају у јединицама микронапрезања. Из формуле се види да ће се отпор манометра променити у врло малим количинама са датим напрезањем, реда од 0,1%.

Тада се са овог отпорника може скинути очитавање напона у миливолтима по волти (мВ / В) да би се обезбедила мерна вредност за напрезање.

Поиссонов однос је мера стањивања и издужења која се јављају у материјалу током напрезања. Ако се на отпорну жицу примени затезна сила, на пример, жица би постала мало дужа, а истовремено и тања. Овај однос ова два соја је Поиссонов однос.

Ово је основни принцип мерења мерача напона, јер би се отпор жице пропорционално повећавао због Поиссоновог ефекта.

Како тачно измерити излаз мерача напона

Да би се тачно измерила мала промена у отпору, деформациони сензори се готово увек налазе у конфигурацији моста са извором напона побуде.

Вхеатстонеов мост се обично користи како је приказано на дијаграму. Мост је уравнотежен када су односи отпора једнаки на обе стране, или Р1 / Р2 = Р4 / Р3. Очигледно је да је излазни напон под овим условима нула.

Како се отпор мерача напрезања (Рг) мења, излазни напон (Воут) се мења за неколико миливолти, а тај напон се онда појачава диференцијалним појачалом да би се вратила читљива вредност.

Овај Вхеатстоне-ов круг је такође погодан за температурну компензацију - готово може елиминисати ефекте температуре. Понекад је материјал мера дизајниран да надокнади термичко ширење, али то не уклања у потпуности топлотну осетљивост.

Да би се постигла боља топлотна компензација, отпорник као што је Р3 могао би бити замењен сличним мерачем напона. Ово би имало тенденцију да поништи температурне ефекте.

У ствари, сва четири отпорника би могла бити замењена сензорима сонде за максималну стабилност температуре. Два од њих (Р1 и Р3) могу се поставити за мерење компресије, док су друга два (Р2 и Р4) подешена за мерење напетости.

Ово не само да ће надокнадити температуру, већ и повећава осетљивост за фактор четири. Мерачи влака са елементима електричног отпора убедљиво су најчешћи тип сензора за мерење напрезања, јер имају и предности ниже цене као добро утврђена.

Доступни су у малим величинама и на њих само умерено утичу промене температуре, истовремено постижући грешку мању од +/- 0,10%. Везни отпорни манометри су такође врло осетљиви и могу се користити за мерење и статичких и динамичких напрезања.

Међутим, постоје и друге врсте доступне за одређене примене, као што су пиезо-отпорне, отпорне на угљеник, полупроводљиве, акустичне, оптичке и индуктивне.

Постоје чак и сензори за мерење напрезања засновани на кондензаторском колу.