“準確是君子之禮！”如今，這種中世紀法國格言的相關性只會越來越大。基於應變計的儀器越來越多地用於生產和日常生活中的精確測量計算。
內容
什麼是應變片，應變片有什麼用？
應變計（源自拉丁語 tensus-stressed）是一種測量被測物體或結構的應力-應變狀態的方法和技術。事實是，不可能直接測量機械應力，因此任務是測量物體的變形並使用考慮到材料物理特性的特殊技術計算應力。
應變儀是基於應變效應，這是固體材料在不同變形下改變其阻力的特性。應變儀是測量固體彈性變形並將其值轉換為電信號的設備。當傳感器導體的電阻在拉伸和壓縮時發生變化時，就會發生此過程。它們是用於測量固體應變的設備（例如機器零件、結構、建築物）中的核心元件。
設計和工作原理
應變片由一個應變片組成，配有特殊觸點，固定在測量面板的前部。在測量過程中，面板的敏感觸點會接觸到物體。它們發生變形，將其測量並轉換成電信號傳輸到應變儀傳感器的測量值的處理和顯示元件。
根據功能使用範圍，傳感器的測量值類型和類型都不同。一個重要的因素是所需的測量精度。例如，麵包店出口處的汽車衡稱重傳感器絕對無法與電子藥房秤相媲美，後者每百分之一克都很重要。
讓我們仔細看看現代應變計的種類和種類。
扭矩傳感器
扭矩傳感器設計用於測量發動機曲軸或轉向柱等系統旋轉部件的扭矩。扭矩傳感器可以以接觸或非接觸（遙測）方式確定靜態和動態扭矩。
樑式、懸臂式和邊緣式稱重傳感器
這些類型的傳感器通常基於具有集成彎曲元件的平行四邊形設計，以實現高靈敏度和線性測量。其中的應變片固定在傳感器彈性元件的敏感部位上，並按全橋方案連接。
在結構上，梁應變計具有特殊的孔，用於不均勻的載荷分佈和檢測壓縮和拉伸應變。為獲得最大效果，應變儀通過特殊標記嚴格定位在梁表面最薄處。這種類型的高精度和可靠的傳感器用於在平台秤或料斗秤中創建多傳感器測量系統。他們還發現它們在重量配料機、散裝和液體產品包裝機、電纜張力計和其他力載荷計中的應用。
拉伸和壓縮稱重傳感器
拉伸和壓縮稱重傳感器通常為 S 形，由鋁和不銹鋼製成。專為計量範圍為 0.2 至 20 噸的料斗秤和秤而設計。 S 形拉伸和壓縮稱重傳感器可用於生產電纜、織物和纖維的機器，以控制這些材料的拉伸力。
線和箔應變計
有線 應變片製成螺旋形的小直徑線材，並通過粘合劑連接到彈性元件或待測部件上。它們的特點是：
- 易於製造；
- 對應變的線性依賴性；
- 小尺寸和價格。
缺點是靈敏度低，環境溫度和濕度對測量誤差的影響，只能在彈性變形領域應用的可能性。
挫敗 應變計是目前最常見的應變計類型，因為它們具有較高的計量質量和可製造性。由於其生產的光刻技術，這變得可用。先進的技術可以生產具有 0.3 mm 底座的單個應變片、專用應變片插座和應變片鏈，其工作溫度範圍從 -240 到 +1100 ºС，具體取決於測量材料的特性格子。
稱重傳感器的優缺點
應變計因其特性而被廣泛使用：
- 應變片與研究部件的整體連接的可能性；
- 測量元件厚度小，測量精度高，誤差為 1-3%；
- 安裝方便，無論是在平面還是曲線表面上；
- 能夠測量頻率高達 50000 Hz 的動態變形；
- 可在 -240 至 +1100˚C 溫度範圍內的惡劣環境條件下進行測量；
- 可以同時測量零件多個點的參數；
- 測量距離應變測量系統很遠的物體變形的可能性；
- 測量運動（旋轉）部件變形的可能性。
應該注意的缺點：
- 氣象條件（溫度和濕度）對傳感器靈敏度的影響；
- 測量元件電阻的微小變化（約 1%）需要使用信號放大器。
- 當應變片在高溫或腐蝕性環境中工作時，需要對其採取特殊的保護措施。
基本連接圖
讓我們考慮一個應變計連接到家用或工業秤的例子。秤的標準稱重傳感器有四種不同顏色的電線：兩個輸入是電源（+Ex，-Ex），另外兩個是測量輸出（+Sig，-Sig）。還有五根電線的變體，其中一根額外的電線用作所有其他電線的屏蔽。樑式稱重傳感器的本質很簡單。電源應用於輸入，電壓取自輸出。電壓的大小取決於施加在測量傳感器上的負載。
如果從稱重傳感器到 ADC 單元的電線長度很大，電線本身的電阻會影響秤的讀數。在這種情況下，建議添加一個反饋電路，該電路通過校正導線電阻的誤差來補償電壓降，並將其引入測量電路。在這種情況下，接線圖將有三對線：電源線、測量線和損耗補償線。
使用應變片傳感器的示例
- 天平結構中的一個組成部分。
- 在鍛壓機和軋機上測量金屬成形過程中的變形力。
- 監測建築結構和施工在其安裝和運行過程中的應力應變狀態。
- 冶金廠用耐熱合金鋼製成的高溫傳感器。
- 帶有不銹鋼彈性元件，用於在化學腐蝕性環境中進行測量。
- 用於石油和天然氣管道中的壓力測量。
稱重傳感器的簡單性、便利性和可製造性是其進一步積極實施的主要因素，無論是在計量過程中還是在日常生活中作為家用電器的測量元件。
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