TRADUCTOARE MECANO

8/17/2019 TRADUCTOARE MECANO

1/13

TRADUCTOARE MECANO-ELASTICE

1. CONSIDERAŢII GENERALE

Traductoarele pentru forţe şi momente unt neceare !nprimul r"nd pentru upra#e$%erea tructurilor cinematiceupue la re$imuri #aria&ile de !nc'rcare (de e)emplu maşini *

unelte+ ro&oţi+ linii tranportoare, .n acete ituaţii+ forţa apareca #ector+ determinarea direcţiei !n care acţionea/' forţa 0indeenţial' Un ca/ particular !n care intereea/' doar #aloareaa&olut' a forţei !l contituie operaţia de c"nt'rire automat'+deci de determinare a $reut'ţii unei mae .n toate aceteca/uri forţa poate 0 caracteri/at' şi prin acceleraţia pe care oimprim' tructurii cinematice1

F = ma

unde F ete forţa care acţionea/' aupra maei m şi a eteacceleraţia .n SI pentru 2m3456$ şi 2a345m78 şi 2F 345N

Momentul forţei M ete produul dintre forţ' şi ditanţadintre direcţia forţei şi a)a (centrul, de rotaţie (&raţul forţei,1

M = Fl au

unde l ete &raţul forţei+ J *momentul de inerţie+ a *acceleraţiaun$%iular' Momentul poate 0 de !nco#oiere+ de toriune au deforfecare .n proceele indutriale cel mai frec#ent e m'oar'momentul de toriune+ numit şi cuplu+ moti# pentru care e #orface referiri !n pecial la traductoarele de cuplu .n SI unitateade m'ur' pentru moment ete 2Nm3

.n tr"n' le$'tur' cu m'urarea forţelor de !ntindere aucompreie ete m'urarea alun$irii relati#e (apreciat' prin

5


2/13

efortul unitar,+ care repre/int' deformaţia produ' de forţa ceacţionea/' pe unitatea de uprafaţ' !ntr-un olid1

unde ete deformaţia9 S efortul unitar9 E modulul deelaticitate U/ual e e)prim' !n 2mm7m3 au !n 2m7m3

O forţ' F + uniform reparti/at' pe o uprafaţ' S+ e)ercit' peaceat' uprafaţ' o preiune p+ a c'rei #aloare ete dat' de1

p =F / S

:e &a/a relaţiei de mai u e poate deduce uşor c' !n$eneral m'ur'rile de preiune unt le$ate de fapt dem'ur'rile de forţ'+ ceea ce face ca o erie !ntrea$' de metodede m'urare a preiunilor ( ca de e)emplu+ cele &a/ate peefecte pi/oelectrice+ ma$netotricti#e+ utili/"nd elementeelatice+ m'rci tenometrice, ' poat' 0 aplicate şi !n domeniul

m'ur'rii forţelor+ şi in#er

Presiune atmosferică, absoută, !iferen"iaă.

:reiunea e)ercitat' de !n#elişul $a/o care !ncon;oar' $lo&ulp'm"ntec e numeşte preiunea atmoferic' (&arometric',:reiunea atmoferic' #aria/' !n raport cu altitudinea

Corpurile a?+?@ mm

.n practica m'ur'rii preiunii e pot !nt"lni de o&icei trei

ituaţii1


3/13

a, m'urarea preiunii !n raport cu #idul a&olut(coniderat de preiune /ero,1 presiunea absolută;

&, m'urarea diferenţelor de preiune faţ' de cea

atmoferic' Aceat' diferenţ' poart' numele de preiunerelati#' au efecti#' (preiunile m'urate cu manometre unt !n$eneral preiuni efecti#e, Dup' cum aceat' diferenţ' etepo/iti#' au ne$ati#'+ mai poart' numele de uprapreiune audepreiune Relaţia dintre preiunea efecti#' şi preiuneaa&olut' ete1

!n care1 :a ete preiunea a&olut'9 :e preiune efecti#'9 Bfactor de corecţie repre/ent"nd diferenţa dintre preiuneaatmoferic' normal' şi preiunea atmoferic' real' !nmomentul m'ur'rii

c, m'urarea diferenţei de preiune faţ' de o #aloare dereferinţ' con#enţional' (care poate 0 alea' de utili/ator !nfuncţie de cerinţele proceului te%nolo$ic,

.n acet ca/ re/ultatul m'ur'rii poart' denumirea de presiuneadiferenţială

Presiunea statică #i !inamică Aceşti termeni eutili/ea/' !n ca/ul


4/13

:e l"n$' aceat' unitate+ !n te%nic' ete lar$ r'p"ndit' ounitate tolerat'+ şi anume ilo$ramul * forţ' 7 metru p'trat+ $f7m8+ au multiplu al acetuia+ $f7cm8+ numit şi atmoferate%nic' (at,+ deoarece permite o repre/entare comod' şi impl'

a #alorilor preiunilor mari

Una din primele unit'ţi de m'ur' a preiunii a fotatmofera 0/ic' (atm,+ ta&ilit' !n raport cu preiuneaatmoferic' şi 0ind de0nit' iniţial ca preiunea pe care oe)ercit' coloana de mercur cu !n'lţimea de =@mm+ cudenitatea 5>+?F?$7cmG la HC şi acceleraţia $ra#itaţional' deF+@@?m78 Jaloarea acetei unit'ţi -a p'trat+ 0ind de0nit'

at'/i1 5atm455>?N7 m8Utili/area dipo/iti#elor cu lic%id pentru m'urarea

preiunii a determinat adoptarea unor noi unit'ţi de m'ur'1milimetru coloan' ap' (mmKO,+ milimetru coloan' mercur(mmK$,+ denumit şi torr Acete unit'ţi e utili/ea/' !nc' detulde de at"t !n m'ur'ri indutriale+ c"t şi din cele de la&orator+multe traductoare de preiune 0ind etalonate !n acete unit'ţiUnit'ţile coloan' de lic%id unt de0nite pentru anumite condiţiide temperatur'+ acceleraţie $ra#itaţional' şi preiuneaatmoferic' Atfel+ mmKO repre/int' preiunea e)ercitat' deo coloan' de ap' de !n'lţime de 5mm+ la temperatura de HC+acceleraţia $ra#itaţional' F+@@? cm78 şi preiuneaatmoferic' de =@mmK$1 milimetru coloan' mercur (mmK$,repre/int' preiunea %idrotatic' a unei coloane de mercur de

!n'lţime 5mm+ la temperatura HC+ acceleraţia $ra#itaţional'F+@@?cm78 şi preiunea =@mmK$

Pascalul+ unitatea SI pentru m'urat preiunile+ ete foartemic (apro)imati# +5 mmKO, De aceea !n practic' e foloec

multipli pacalului1 :a+ Mpa+ (:a45G:a+ Mpa4 106

:a, Un

multiplu cu lar$i utili/'ri ete &arul ( 105

:a,+ care are a#anta;ul

c' difer' foarte puţin de alte unit'ţi de m'ur' (atm+ at,

.n ta&elul urm'tor unt date principalele unit'ţi dem'urare de preiune precum şi ec%i#alenţa dintre ele


5/13

Unit'ţi de m'ur' a preiunii

.n m'ur'rile indutriale e conider' de o&icei o !mp'rţirea domeniului de #ariaţie a preiunii (!n preiuni mari au mici,O atfel de di#i/are ete pre/entat' !n urm'toarea dia$ram'

Domenii de #ariaţie a preiunii te%nice

.n practica curent' e)it' o mare #arietate de tipuri detraductoare pentru m'urat preiunea :erfecţionarea continu'

a acetora+ precum şi apariţia altor tipuri unt ;uti0cate deconiderente ca1 neceitatea m'ur'rii preiunii cu preci/ieridicat'+ reducerea cotului+ m'urarea imultan' a mai multorpreiuni şi centrali/area datelor+ m'ur'rii !n condiţii peciale(temperaturi mari+ preiuni dinamice pulatorii cu frec#enţaridicat'+ #i&raţii,+ controlul unor procee te%nolo$ice aufenomene 0/ice 0/iolo$ice

Ca !n orice operaţie de m'urare şi !n acet ca/ etenecear' ale$erea unor elemente eni&ile adec#ate

?


6/13

De re$ul' acete elemente eni&ile con#ertec preiunea0e !ntr-o m'rime intermediar' de natura unei depla'ri audeformaţii mecanice+ 0e direct !ntr-o m'rime electric'(teniune+ arcin' electric' etc,

Depla'rile au deformaţiile mecanice re/ultate pot 0con#ertite !n emnal electric+ cele mai utili/ate urm'rindmodi0carea de parametri electrici (R+ L+ C+ reluctanţema$netice, .n acet ca/+ m'urarea preiunii preupune o eriede con#erii pdeformare mecanic'parametru electric

$. %IP&RI DE %RAD&C%OARE 'ECANO(ELAS%ICE

Traductoarele mecanice e foloec pentru con#ertireaunor m'rimi mecanice ca forţe+ momente au preiuni !ntr-odeplaare liniar' au un$%iular' Aceat' deplaare e percepedirect !n ca/ul aparatelor de m'urare mecanice cadinamometre+ manometre+ au e aplic' mai departe altortraductoare la care m'rimea de intrare ete o deplaare(traductoare reotatice+ inducti#e+ capaciti#e, au la traductoarela care m'rimea de intrare ete teniunea mecanic'(traductoare tenometrice, :rin urmare+ m'rimile de intrare latraductoarele mecano-elatice pot 0 foarte concentrate+momente de toriune+ preiuni de $a/e lic%ide şi de aemeneatemperatura .n 0$ unt pre/entate c%ematic cele maiutili/ate traductoare mecano-elatice la care m'rimea deintrare ete o forţ' concentrat'+ iar m'rimea de ieşire ete o

deplaare liniar' Atfel de traductoare e foloec ladinamometre+ #i&rometre şi accelerometre

:entru m'urarea forţelor mari (pete 5N, e utili/ea/'&are compacte (0$a, iar pentru forţe medii (5-5N, tu&uricu pereţi u&ţiri şi inele (0$& şi $ , :entru ei/area forţelormici e foloec reoarte elicoidale (0$%,+ lame elatice plane(0$c+ d şi e, au mem&rane cu centru ri$id (0$f, O lar$'utili/are o are $rinda !ncatrat' de e$al' re/itenţ' (0$d, la

@


7/13

care pe toat' uprafaţa elementului elatic+ efortul unitarnormal ete contant

i$ Traductoare mecano-elatice pentru m'urareaforţelor

=


8/13

i$ > Traductoare mecano-elatice pentru m'urareacuplurilor

Traductoarele mecano-elatice la care m'rimea de intrareete un cuplu de toriune M iar m'rimea de ieşire ete odeplaare un$%iular' + unt pre/entate !n fi$> Acetea untar&ori compacţi au tu&ulari cu ecţiunea circular' p'tratic'

(0$ a+ & şi c,+ 0re de toriune upendate (0$>d, au !ntine(0$ >e, şi reoarte piral' (0$?f,

:entru m'urarea preiunilor e foloec diferite tipuri detraductoare mecano-elatice Acetea pot 0 mem&rane planeau $ofrate (0$a şi &, Mem&rana poate 0 elatic' au eteuţinut' de un reort u& forma de lam' au de o ti;' u&forma de tu& (0$c,

.n acete ultime dou' ca/uri ete comod de a e com&inatraductorul mecano-elatic cu traductor tenometric+ acetealipindu-e pe lama elatic' au pe un tu& pentru a m'uradeformarea acetora

:entru o&ţinerea unor depla'ri liniare mari e utili/ea/'ilfonul (0$d,+ tu&ul Pourdon (0$e,+ tu&uri pirale elicoidale(0$f, au r'ucite (0$$, !n care e introduce


9/13

:entru m'urarea preiunilor cu a;utorul traductoarelormecano-elatice !n com&inaţie cu traductoare tenometrice(0$% şi i, Ultima forma de tu& ete mai a#anta;oa' deoarecepe cei doi pereţi e o&ţine !ntinderea+ iar pe alţi doi pereţi

compreiunea materialului

Traductorul &imetalic (traductor termic, ete de aemeneaun traductor mecano-elatic el poate 0 u& forma de lam' plan'(0$c,+ 0e u& forma piralat' (0$>f, şi ete lipit (udat, intim

!ntre ele La #ariaţia temperaturii+ lama &imetalic' e !ncon#oaie confecţionat din dou' traturi de metal cu coe0cientde dilatare c"t mai diferit

Traductorul &imetalic are o lar$' aplicaţie 0e la m'urareadirect' a temperaturii+ 0e ca element de re$la; şi protecţie(releu &imetalic,

F


10/13

i$ Traductoare mecano-elatice pentru m'urareapreiunilor

). RELAŢII DE CALC&L

:entru proiectarea di#erelor tipuri de traductoaremecano-elatice e utili/ea/' relaţiile de calcul din re/itenţamaterialelor :rin proiectare e urm'reşte o&ţinerea uneieni&ilit'ţi ma)ime Totodat' e #eri0c' ca ' nu apar' !ndiferite puncte ale traductorului olicit'ri inadmii&ile de mari

Se foloec urm'toarele notaţii1 forţa concentrat'9 Q

efort unitar normal (teniunea mecanic',9 efort unitartan$enţial9 A aria ecţiunii tran#erale9 coe0cientul lui

:oion9 alun$irea şi contracţia tran#eral'9 E modulul deelaticitate9 modulul de elaticitate tran#eral9 M momentulde toriune au !nco#oiere9 un$%iul de toriune9 momentul

de inerţie9 V modul de re/itenţ'9 p preiune9 S x şi d x

teniunea şi '$eata !n punctul )

Parele (0$a, şi cilindri $oi (0$&, upue lacompreiune de c'tre forţa a)ial' au efortul unitar normal

Q4 F

A

iar alun$irea şi contracţia tran#eral'

ϵ l 4

σ

E 4 F

AE

5


11/13

:entru $rinda !n conola (0$e, cu forţa aplicat'+'$eat' !n punctul 5 de#ine

Efortul unitar normal la ditanţa a de la cap'tul li&er ete

şi alun$irea

unde momentul de inerţie şi modulul de re/itenţ' V pentru o&ar' cu o ecţiune dreptun$%iular' au e)preiile

rinda de e$al' re/itenţ' (0$d, are '$eata ma)im'

Efortul unitar normal+ contant pe toat' uprafaţa &areire/ult'

iar alun$irea ete

:entru $rinda de ecţiune dreptun$%iular' implure/emat'+ cu forţa concentrat' la mi;loc (0$e,+ #alorilema)ime ale '$eţii şi efortul unitar normal unt la mi;locul &arei(punctul 5,

55


12/13

Inelul de ecţiune dreptun$%iular' (0$>$, u& acţiuneaforţei e deformea/' pe #ertical'+ repecti# pe ori/ontal' cu

iar eforturile unitare 5 şi unt

iar eforturile de inerţie şi modulul de re/itenţ' au aceeaşie)preie ca la $rinda de ecţiune dreptun$%iular'

Deformarea reortului elicoidal cilindric ete

unde n ete num'rul de pire+ iar efortul unitar tan$enţial ete

Coe0cientul depinde de raportul D7d şi e d' !n 0$?

i$? Dependenţa coe0cientului de D/d

Su& acţiunea cuplului M+ ar&orele circular !ncatrat (0$>a,e roteşte cu un$%iul

produc"nd efortul unitar tan$enţial

:entru ar&orele tu&ular (0$>&, e o&ţine1

5


13/13

şi !n ca/ul ar&orelui de ecţiune p'trat' (0$c,

irele de upenie unt de aemenea olicitate latoriune .n ca/ul 0rului de upenie (0$>d, de ecţiunecircular' cu diametru d+ cuplu peci0c produ prin toriunea luiete

unde ete modulul de elaticitate tran#eral'+ iar eforturileunitare normale şi tan$enţiale unt

5>

Documents

TRADUCTOARE MECANO