View
68
Download
9
Category
Preview:
DESCRIPTION
meraci sile
Citation preview
Senzori za merenje sileSenzori za merenje sile
Vrste senzora sile
Merne trake
Piezoelektrični senzori Piezoelektrični senzori
Magnetostrikcioni pretvarači
Ostali tipovi senzora: optički, pneumatski, induktivni ...
Merne trake
Tenzootporni efekat – promena otpornosti žice pri njenom istezanju
Više vrsta traka: Merne trake - namotaji provodnika Merne trake - namotaji provodnika Merne trake - metalne folije Merne trake - metalni film (metalizacija) Merne trake - poluprovodnički materijali (nelinearne)
Merna traka od žice i merna traka od metalne folije
Tenzootporni efekat
F – sila [N]
L – dužina žice [mm]
D – prečnik žice [mm]
2r
L
S
LR
⋅
⋅==πρ
ρ
D – prečnik žice [mm]
Merenje sile se zasniva na zavisnosti otpornosti od linearnih dimenzija žice r=D/2 [mm]
ρ – specifična otpornost materijala
provodnika [Ωmm2/m]
S - površina poprečnog preseka
provodnika [mm2]
Pri malim istezanjima sila je linearno srazmerna promeni otpornosti
Karakteristike mernih traka
Otpornost – obično iznad 100Ω
Otpornost u nenapregnutom stanju: R0
Osetljivost – priližno 2, kod nekih materijala dostiže i 6
R∆i 6
Osetljivost k:
Koeficijent termičke otpornosti
Koeficijent termičkog širenja
Elastičnost
l
l
R
R
kl
lk
R
R
∆
∆
=⇒∆
=∆
Montaža mernih traka Merne trake se pričvršćuju na
površinu odgovarajućim epoksidnim smolama, ili se metaliziraju na keramički sloj
Od kvaliteta smole i samog Od kvaliteta smole i samog montiranja zavisi kvalitet merenja
Merne trake se vezuju u Vitstonov most (precizno merenje malih vrednosti otpornosti)
Temperaturna kompenzacija Ako termički koeficijenti trake i podloge nisu jednaki,
usled promene temperature javlja se greška u merenju koja se mora kompenzovati
Najčešće korišćena metoda – metoda slepe trake Najčešće korišćena metoda – metoda slepe trake
+
−∆+
=21
2
0
0
0
2 RR
R
RR
RVV E
Materijali mernih traka Legure na bazi bakra i nikla:
Dobre električne i termičke karakteristike, osetljivost ~2, mogu se koristiti u opsegu temperatura do oko 300°C.
Konstantan (Cu, Ni), karma (Ni, Cr, Fe, Al)
Legure na bazi platine Za merenja u opsegu visokih temperatura od oko 1000°C.
Osetljivost ~6, veliki termički koeficijent otpornosti, mala specifična otpornost
Platina (Pt), legure platine sa volframom (W) i iridijumom (Ir)
Poluprovodnički materijali na bazi silicijuma
Poluprovodničke merne trake Zbog piezorezistivne karakteristike, izuzetno osetljive
(k≈200)
Nelinearne, termička stabilnost i temperaturni opseg Nelinearne, termička stabilnost i temperaturni opseg lošiji nego kod metalnih traka
Koriste se za merenja malih promena vrednosti sile
Primena mernih traka Merne trake se prave u
različitim oblicima, kako bi se mogla meriti naprezanja u više pravaca
Koriste se za merenja sile i Koriste se za merenja sile i naprezanja, ali i drugih veličina (ubrzanje, vibracije, pritisak, protok i dr.)
Primena u merenju naprezanja različitih mašinskih elemenata, merenje težine, na mašinama za pakovanje, u medicinskoj instrumentaciji… Poluprovodničke merne trake se koriste u automobilima
Piezoelektrični senzori Piezoelektrični efekat – pri dejstvu sile na komad
piezoelektričnog materijala, na njegovim krajevima se javlja napon srazmeran primenjenoj sili.
Pretvarač je načinjen od komada kvarca na čije dve paralelne stranice je nanet metal koji predstavlja elektrode.paralelne stranice je nanet metal koji predstavlja elektrode.
Pri statičkoj deformaciji indukovani elektricitet se prazni kroz priključne vodove, tako da se ovim pretvaračima ne može meriti stacionarna sila.
Magnetostrikcioni senzori
Rade na principu inverznog magnetostrikcionog efekta – promene magnetskih osobina materijala podvrgnutog mehaničkom naprezanju
Senzori se sastoje od feromagnetnog jezgra koje trpi silu i kalema na kojem se meri promena induktivnosti
Koriste se za merenje velike vrednosti sile – u valjaonicama, merenje težine velikih vozila itd.
Recommended