Тензобалка: Градуировочная тензобалка — SU 1392349

Содержание

Расчет и разработка детали «вал», изучение его свойств, страница 9

Основными достоинствами индуктивного метода измерения износа являются: высокая точность измерения, которая может конкурировать с точностью оптических измерений; простота устройства, надежность и большая продолжительность эксплуатации;, возможность дистанционного измерения; возможность регистрации-изменения величины износа в процессе испытания в виде диаграммы; сравнительно низкая стоимость.

К недостаткам этого метода следует отнести: сравнительную сложность электрических схем; влияние изменения частоты переменного тока на показания датчика; зависимость показаний датчика от внешнего магнитного поля, напряжения сети и температуры; невозможность использования любого индуктивного датчика с любым электроблоком, обслуживающим индуктивные датчики; возможность влияния электромагнитного усилия датчика на его показания из-за деформации деталей, с ним контактирующих.

1.4.2. Определение величины износа при помощи тензометрического микрометрирования.

Для определения величины износа образцов в процессе испытания без остановки машины нашли применение проволочные датчики сопротивления. Они служат для преобразования механического перемещения в изменение электрического сопротивления датчика. Устройство проволочного датчика основано на изменении электрического сопротивления проволоки вследствие ее растяжения или сжатия. Механическое перемещение преобразуется в деформацию упругого элемента и уже величина этой деформации измеряется датчиком сопротивления, который в этом случае принято называть тензодатчиком. При растяжении, сжатии или изгибе упругого элемента сопротивление датчика, наклеенного на него, изменяется прямо пропорционально деформации. Упругий элемент принято называть балкой, а вместе с наклеенными датчиками сопротивления — тензобалкой.

Основными типами тензодатчиков, применяемых в машинах трения для определения величины износа образцов, являются проволочные датчики сопротивления (с петлевой или витковой решеткой), фольговые датчики и полупроводниковые датчики. Принципиальная схема измерения величины износа образцов в процессе испытания с применением тензодатчиков показана на рис. 11.

Рисунок 11. Принципиальная схема измерения износа с применением тензодатчиков: 1,2 -изнашивающиеся образцы; 3 — шарнир; 4 — каретка; 5 — тензобалка; 6 — гальванометр; 7 — станина.

К вращающемуся цилиндрическому образцу 1 прижат образец 2, укрепленный на каретке 4. По мере износа образцов происходит опускание каретки, которая свободно поворачивается на шарнире 3. Между станиной 7 и кареткой установлена тензобалка 5. Опускающаяся каретка деформирует тензобалку, величина деформации которой регистрируется гальванометром 6. Гальванометр соединен с датчиками сопротивления, наклеенными с обеих сторон упругой балки. Если шкала гальванометра проградуирована в единицах длины, то сразу можно определить величину суммарного износа образцов.

Рисунок 12. Схема приспособления для тарировки тензобалки: 1 — микрометрический винт; 2 подвижный упор; 3 — тензобалка; 4 — гальванометр; 5 — корпус.

Перед установкой на машину трения для регистрации износа образцов тензобалка тарируется. Тарировка заключается в следующем. Тензобалка закрепляется в специальном приспособлении точно так же, как она устанавливается на испытательной машине (рис.12). При вращении микрометрического винта 1 подвижный упор, выдвигаясь, деформирует тензобалку 3. Величина деформации регистрируется гальванометром 4, соединенным с датчиком сопротивления. Измеряя величину перемещения упора 2 по показаниям микровинта и изменения тока, фиксируемые гальванометром, размечается шкала гальванометра в единицах длины. Перемещение упора может также контролироваться индикатором часового типа.

Устройство для измерения вибраций узлов выемочного комбайна — PatentDB.ru

Устройство для измерения вибраций узлов выемочного комбайна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительным устройствам угольных комбайнов и предназначено для повышения достоверности измерений. В отверстии П-образной рамы 2 установлен толкатель 3 с конусом 4 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. На конце рамы 2 под острым углом к ней закреплен уголок 6, на котором расположены тензобалка 7 с возможностью взаимодействия с конусом 4 и дополнительная тензобалка 9 с возможностью взаимодействия с одной из осей крестовины 10. Последняя шарнирно соединена с основанием 12 посредством кронштейна 11 и с П-образной рамой 2. Другая ось крестовины 10 установлена с возможностью взаимодействия с дополнительной тензобалкой 14, закрепленной на скосе основания 12. Все тензобалки 7, 9 и 14 расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. При работе комбайна вибрации от двигателя передаются в трех взаимно перпендикулярных плоскостях на корпусе комбайна и воспринимаются через толкатель 3, что приводит к деформации тензобалки 7, перемещению рамы 2 относительно крестовины 10 и деформациям тензобалок 9 и 14. Деформация тензобалок /, 9 и 14 ведет к появлению сигнала рассогласования. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. со С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 С 27/00 29/02

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4825651/03 (22) 15.05.90 (46) 07.11.92. Бюл. М 41 (71) Донецкий политехнический институт (72) А,К, Семенченко. В.И. Игнатов, И.А. Горобец, В,И. Хомичук, О.Е. Шабаев и В.Л.

Витковский (56) 1. Аппаратура и методы исследований горных машин. / Под ред. Я.И. Альшица. M.:

Недра, 1969, с. 170-173.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1600489, кл. Е 21 С 29/02, 26.04.89. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИЙ УЗЛОВ ВЫЕМОЧНОГО КОМБАЙНА (57) Изобретение относится к измерительным устройствам угольных комбайнов и предназначено для повышения достоверности измерений, В отверстии П-образной рамы 2 установлен толкатель 3 с конусом 4 с воэможностью возвратно-поступательного перемещения. На конце рамы 2 под острым,, 42,, 1774010 Al углом к ней закреплен уголок 6, на котором расположены тензобалка 7 с возможностью взаимодействия с конусом 4 и дополнительная тензобалка 9 с возможностью взаимодействия с одной из осей крестовины 10.

Последняя шарнирно соединена с основанием 12 посредством кронштейна 11 и с

П-образной рамой 2. Другая ось крестовины

10 установлена с возможностью взаимодей- . ствия с дополнительной тензобалкой 14, закрепленной на скосе основания 12. Все тензобалки 7, 9 и 14 расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. При работе комбайна вибрации от двигателя передаются в трех взаимно перпендикулярных плоскостях на корпусе комбайна и восприни-, маются через толквтель 3, что приводит к деформации тензобалки 7, перемещению рамы 2 относительно крестовины 10 и деформациям тензобалок 9 и 14. Деформация тензобалок /, 9 и 14 ведет к появлению сигнала рассогласования. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1774010

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрическим устройствам угольного комбайна.

Известно устройство для измерения перемещений элементов движителя очистно- 5 го комбайна (1), которое состоит из тензобалки, на конце которой расположена вставка со сферической поверхностью, установленной в пазу зуба звездочки движителя и рычажного толкателя, выполненного 10 в виде пластины, выступающего за пределы профиля зуба движителя и взаимодействующего с тензобалкой. Тензобалка снабжена тензодатчиками, связанными с усилителем и регистрирующей аппаратурой, Устройст- 15 во работает следующим образом. При вращении звездочки ее зубья контактируют с цепью тягового органа комбайна. В результате рычажок толкателя устройства утапли-. вается в пазу зуба звездочки и изгибает 20 тензсбалку посредством вставки со сферической поверхностью. При этом деформируются грани тензобалки вместе с тенэодатчиками, вследствие чего на тенэодатчикахформируется сигнал рассогласова- 25 ния, который усиливается и фиксируется регистрирующей аппаратурой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является устройство для.измерения 30 перемещений элементов движителя очистного комбайна (2j, состоящее из П-образной рамы с консольно закрепленной на ней тенэобалкой и толкателя с пружиной, расположенного с возможностью возврат- 35 но-поступатЕльного перемещения в отверстиях рамы. Рама закреплена на опоре звездочки движителя, а хвостовик толкателя устройства контактирует с направляющей зубчатой рейки комбайна. На гранях 40 тенэобалки закреплены тензодатчики, связанные с усилителем и регистрирующей аппаратурой. Устройство работает следующим образом. При взаимодействии зубьев звездочки и рейки движителя бесцеп- 45

»ой системы подачи комбайна происходит перемещение очистного комбайна вдоль забоя. При этом происходит изменение межцентрового расстояния между звездочкой и рейкой. При увеличении этого расстояния 50 толкатель перемещается пружиной в сторону рейки относительно рамы, закрепленной на корпусе комбайна, а конус скользит по тензобалке, изгибая ее относительно точки закрепленияя. Это приводит к появлению сигнала 55 рассогласования, который,усиливаясьтензоусилителем, фиксируется регистрирующей аппаратурой.

Целью изобретения является повышение достоверности измерений устройства.

Цель достигается тем, что устройство, включающее П-образную раму, в отверстии которой установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения толкатель с конусом, и установленную на

П-образной раме тензобалку с возможностью взаимодействия с конусом, снабжено двумя тензобалками, основанием со скосом и крестовиной, шарнирно соединенной с основанием посредством кронштейнов и с Побразной рамой, каждая из осей крестовины расположена с возможностью взаимодействия с дополнительными тензобалками, закрепленными на скосе основания, а другая — на раме посредством уголка, на котором закреплена основная тензобалка, при этом все тензобалки расположены в трех вэаимоперпендикулярных плоскостях. Уголок с основной тензобалкой закреплен под острым углом относительно П-образной рамы.

На фиг.1 изображен общий вид комбайна с устройством; на фиг.2 — устройство для измерения вибраций узлов угольного комбайна; на фиг.3 — вид А на фиг,2; на фиг.4— вид Б на фиг.2.

Устройство 1 состоит иэ П-образной рамы 2 с установленным на ней толкателем 3 и конусом 4 с воэможностью возвратно-поступательного перемещения в отверстиях 5 рамы 2. На конце П-образной рамы 2 закреплен уголок 6 под углом aк ней, меньо шим 90, На нем расположены тензобалка

7, взаимодействующая с конусом 4 толкателя 3 посредством цилиндрической вставки 8 из износостойкого материала, и тензобалка

9, взаимодействующая с крестовиной 10 через цилиндрическую вставку 8. Крестовина

10 шарнирно соединена с П-образной рамой 2 и кронштейном 11, установленными на основании 12. Причем основание 12 выполнено со скосом 13, на котором закреплена тензобалка 14, расположенная пенпендикулярно тензобалке 9 и взаимодействующая с крестовиной 10 посредством цилиндрической вставки из износостойкого материала. Основание 12 устройства 1 крепится к корпусу 15 угольного комбайна 16, а толкатель 3 устройства 1 — к двигателю 17 комбайна 16 (см.фиг.1).

Устройство 1 для измерения вибраций угольного комбайна 16 работает следующим образом.

В исходном состоянии основание 12 устройства 1 крепится к корпусу 15 угольного комбайна 16, а толкатель 3 — к двигателю 17 (один из возможных узлов угольного комбайна 16), при этом конус 4 толкателя 3 выведен в среднее положение по отношению к цилиндрической вставке 8 тензобалки

7, что при родит ее к предееритепеиому под1774010

55 жатию (деформации). П-образная рама 2 в исходном состоянии расположена перпендикулярно основанию 12. Наличие на ней уголка 6 и скоса 1/3 на основании 12 с закрепленными на них тензобалками 9 и 14 соответственно обуславливает в этом состоянии также предварительное поджатие тензобалок относительно крестовины 10.

Предварительное поджатие тенэобалок.7, 9 и 14 позволяет расширить диапазон измерений за счет того, что изменение положения П-образной рамы 2 вдоль осей OX и ОУ системы координат OXYZ посредством толкателя 3, а также перемещение самого толкателя 3 вдоль оси OZ приводит к появлению сигнала рассогласования на этих танзобалках как в прямом, так и обратном направлении перемещений вдоль всех осей системы координат OXYZ. Отсутствие предварительного поджатия ограничивает диапазон измерений, производимых тензобалками 7, 9 и 14.

При работе комбайна 16 вибрации от двигателя 17 могут передаваться в трех взаимно перпендикулярных плоскостях на корпус 15 комбайна 16. При этом вибрации воспринимаются устройством 1 через толкатель 3 за счет того, что устройство 1 связано с корпусом 15 комбайна 16, а толкатепь

3 — с двигателем 17, B результате толкатель

3 совершает как угловые перемещения по направлению осей OX u OY (благодаря наличию крестовины 10, имеющей две степени свободы), так и вдоль оси OZ, совершая возвратно-поступательные перемещения за счет направляющих отверстий 5 П-образной рамы 2. При этом возвратно-поступательное перемещение вдоль оси OZ в системе координат OXYZ толкателя 3 с конусом 4 в отверстиях 5 П-образной рамы 2 приводит к скольжению конуса 4 по цилиндрической вставке 8 тензобалки 7, деформируя ее относительно точки закрепления.

Деформация тензобалки 7 приводит к появпению, сигнала рассогласования, регистрируемого после предварительного усиления.

В то же время от двигателя 17 на устройство

1 через толкатель 3 передаются вибрации в двух направлениях по двум другим взаимно перпендикулярным плоскостям.

В первом случае толкатель 3, действуя на П-образную раму 2, приводит ее к угловому перемещению (вращению) относительно оси крестовины 10 в направлении оси OX (см.фиг.4,2). При этом тензобалка 9, установленная на уголке 6, скользит цилиндрической вставкой 8 по цилиндрической поверхности крестовины 10, изменяя свою деформацию в зависимости от направления углового перемещения (вращения) П-образ5

40 ной рамы 2 по оси ОХ. Применение тензобалок 7, 9 и 14 со вставками 8, выполненными из иэносостойкого материала, позволяет предотвратить истирание этих тензобалок во время работы устройства 1 о поверхность крестовины 10, что приводит к повышению долговечности устройства в целом, а также к снижению погрешности получаемых данных, повышая тем самым достоверность измерений, Ввиду того, что вставки 8 и крестовина 10 имеют поверхность цилиндрической формы, а взаимодействие между ними осуществляется со скрещивающимися осями йх симметрии, то они имеют точечный контакт. Точечным является и контакт цилиндрической вставкой 8 тензобалки 7 с конусом 4. Наличие точечных контактов ведет к повышению точности измерения вибраЦий.

Во втором случае топкатель 3, действуя на П-образную раму 2, вращает ее совместно с крестовиной 10 за счет ее шарнирного соединения в кронштейнах 11 относительно основания 12 в направлении oc» QY системы координат OXYZ (см,фиг. 2,3), При этом тензобалка 14, установленная на скосе 13 основания 12, скользя своей вставкой 8 по крестовине 10, изменяет свою деформацию, что приводит к появлению сигнала рассогласования, который регистрируется после предварительного усиления.

Применение предлагаемого устройства для измерения вибраций узлов угольного комбайна позволяет по сравнению с прототипом повысить достоверность измерений за счет измерения перемещений в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Для этого устройство дополнительно снабжено двумя тензобалками, основанием со скосом и крестовиной, шарнирно соединенной с основанием посредством кронштейнов и Побразной рамой. Предлагаемое устройство позволяет также расширить диапазон измерений за счет создания предварительного поджатия тенэобалок в исходном состоянии устройства. Это обеспечивается путем установки одной (основной) тензобалки на уголке, закрепленном на конце П-образной рамы под острым углом к ней, При этом другая тенэобалка закреплена на скосе основания, а третья в состояние предварительного поджатия приводится путем установки конуса (a исходном состоянии) в среднее положение по отношению к цилиндрической вставке этой тензобалки. Предлагаемое устройство позволяет также повысить точность измерений эа счет создания непрерывного точечного контакта вставок с крестовиной и конусом устройства.

Зто обеспечивается путем выполнения

1774010 этих элементов цилиндрической формы и взаимодействия со скрещивающимися осями их симметрии. Выполнение вставок тензобалок иэ износостойкого материала исключает возможность их интенсивного 5 изнашивания в процессе постоянной работы устройства, что также повышает достоверность измерений и увеличивает долговечность тензобалок, а следовательно, и устройства в целом. 10

Формула изобретения

1. устройство для измерения вибраций узлов выемочного комбайна, включающее

П-образную раму, в отверстии которой установлен с возможностью возвратно-поступа- 15 тельного перемещения толкатель с конусом, и установленную на П-образной раме тензобалку с возможностью взаимодействия с конусом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности измерений, оно снабжено двумя дополнительными тенэобалками, крестовиной и основанием со скосом, причем крестовина шарнирно соединена с основанием посредством кронштейнов и с П-образной рамой, а каждая ось крестовины расположена с воэможностью взаимодействия с дополнительными тензобалками, закрепленными одна на скосе основания, а другая — на П-образной раме посредством уголка, на котором закреплена основная тензобалка, при этом все тензобалки расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, 2, YGTpoAGTBo flo п.1 о т л и ч а ю щ е ес я тем, что уголок закреплен под острым углом относительно П-образной рамы.

1774010

Составитель В.Хомичук

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н.Гунько

Редактор

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3911 Тира>к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

     

Теория и практика измерения тензорезистором.( усилия, веса, момента) — Электроника

Значит так, удалось найти с какого кино аппарата сняли эти тензодатчики, нашел схему,

но соотношение входной и выходной диагонали 710 и 395 ом

V+ Корчневый

V- Белый

S+ Зеленый

S- Желтый

получил значение веса.

 

но шумит дико HX711.

нашел на Али, красные платы, с танаталами, и экраном. например такие

https://ru.aliexpress.com/item/10pcs-lot-HX711-Dual-channel-24-bit-A-D-Conversion-Weighing-Sensor-Module-with-Metal-Shied/32651476382.html?ZqDDa2g0v.search0604.3.76.110c2e5elKXvds&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_4_10065_10068_318_319_10696_450_10084_10083_10618_452_5723515_535_534_533_10307_532_10301_5023915_204_10059_10884_10889_323_10887_100031_320_10103_448_449,searchweb201603_45,ppcSwitch_0&algo_expid=7563573a-bd57-4f0d-98ad-7a4eedee4c77-11&algo_pvid=7563573a-bd57-4f0d-98ad-7a4eedee4c77&transAbTest=ae803_4

на этих видится место для запайки чего-то 8 ногого, очень похоже что какой нибудь REFxxx (генератор опорного напряжения)

чуть дороже зеленых. но думаю должны быть получше.

AD жду попробую получать данные с нее.

посмотрю что там деется.

Выглядит как обычная алюминевая тензобалка, с китайских кухонных весов.

тут пример

https://ru.aliexpress.com/item/1PCS-X-The-strain-gauge-pressure-sensor-load-cell-electronic-scale-sensor-1KG-2KG-3KG-5KG/32763073298.html?ZqDDa2g0v.10010108.addToWishlist.9.1e974fafT2SDAE&pvid=abde53b0-d052-4f19-93f8-781e8b7d7e19&gps-id=pcDetailFavMayLike&scm=1007.12873.83260.0&scm-url=1007.12873.83260.0&scm_id=1007.12873.83260.0

и стрелка указывает направление нагружения.

так что там только растяжение либо сжатие

 

а именно алюминиевый паралелепипед, с профрезерованной канавкой вдоль.

на одну из сторон налеплено нечто под герметиком, на растяжение можно, но на сжатие можно ставить только на противоположную сторону относительно профрезерованной канавки.

по какой еще диагонали, оно может сгибаться, я не понял но при нажатии вниз верхняя часть профиля растягивается а нижняя сжимается, и никак иначе.

Смотрел в гугле фотки тензорезисторов, удивился, видел в трех направлниях,видел в одном видел в двух

 

Как это выходное напряжение не зависит от входного? это помоему антинаучно. закон ома гласит совсем другое,

иначе зачем вводится понятие чувствительности с(mV/V)Которое показывает сколько миливольт вылезет в измерительной диагонали, при 1в питающего, при номинальном нагружении. Тоесть при напряжении питания в 10в и С= 1,2 мВ/В при номинальном нагружении на измерительном вылезет 12 миливольт!

И зачем тогда стабилизируют опорное напряжение, и заводят его на вход компаратора АЦП ( сумарно-разностное, дельта-сигма) ?

При измерении даже минимально нагруженного датчика ( с платформой, мост уже несбалансирован и на выходе появится напряжение, которое замеряет АЦП, да мост стараются сбалансировать но его могут вдарить, погнуть несильно, и баланс уйдет, навесят платформу и системе объяснят при калибровке что то напряжение с платформой и ударом, и есть ноль веса, а та гиря — номинал все что между ними в лучшем случае линейно, ну или по нескольким точкам аппроксимация(усреднение, приближение от слова приблизительно) ).

 

с терминологией диагональ-точки напротив, плечи — резисторы с электрической точки зрения.

 

jonny_no как посчитать предельную деформацию, для существующей балки?

до какой части от предела пропорциональности для алюминиевого сплава обычно выбирают предельное нагружение?

Мерять на пределе или выше него неразумно, хотя и максимальное растяжение, обычно в справочных листках пишут что коэфф-т перегужения составляет от 1,5 до 2.2 ( следовательно это и есть предел пропорциональности * сечение в измерительной части балки с учетом геометрии так как там только пол силы, пол силы на сжатие при одинаковых сечениях, а при неодинаковых надо подумать).

дальше произойдет невосстановимая деформация и люминь потечет и уже не вернется назад и оставит тензорезистор в натянутом состоянии со всеми вытекающими( в мусорку ибо дальше оно мерить будет но черти что, и уже не так точно).

 

 

Еще обнаружил что оказывается появились тензодатчики на кварцах( один кварц меняет частоту от температуры, другой на сжетие а третий на растяжение балки).

эти кажутся интереснее, возьму на попробовать( даже типа отечественные в чем есть определенные сомнения).

но идея мерить частоту генераторов, чем заморачиваться с АЦП, + отсутствие помех в проводах ( ТКЕ все таки может влиять но он вроде как компенсируем) , есть даже с интегрированными в корпус генераторами.

 

 

Кто какие фильтры отсчетов использовал при измерении веса?

я нашел упоминания среднеарифметические, среднеквадратические, среднеквадратическое с учетом правила 3х сигм.

Пусковые характеристики металлополимерных трибосистем с композиционным покрытием Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 121.822.002

В.А. КОХАНОВСКИЙ, Ю.В. СИДЕЛЬНИК-РУБАНОВА

ПУСКОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ТРИБОСИСТЕМ С КОМПОЗИЦИОННЫМ ПОКРЫТИЕМ

Приведены результаты исследования момента сграгивания металлополимерных пар трения в условиях вращательного движения. Определены данные о влиянии термосилового нагружения на коэффициент трения.

Ключевые слова: фторопластсодержащее композиционное покрытие, тензобал-ка, трибосистема, коэффициент трения покоя, регрессионные модели.

Введение. Металлополимерные трибосистемы с фторопластсодержащими композиционными покрытиями широко применяются в авиакосмической и транспортной технике. Они представляют собой гибридный композит на основе полимерных волокон «полифен» и «аримид Т», пропитанных фе-нолформальдегидным связующим ГИПК-114. Подобные материалы предназначены для тяжелонагруженных и относительно низкоскоростных трибо-систем [1]. Превышение пусковых моментов трения над рабочими требует определенных запасов мощности у машин и агрегатов.

Кроме того, реалогическая природа металлполимерного контакта делает пусковые характеристики подобных сопряжений зависящими от скорости вращения. Последнее обстоятельство в ряде случаев вызывает необходимость периодических контрольных прокруток сопряжений, что делает информацию о пусковых характеристиках важной и актуальной для эксплуатационной практики. Информация о пусковых характеристиках рассматриваемых материалов в настоящее время практически полностью от-

сутствует.

Постановка задачи. Для восполнения этого пробела и расширения области применимости рассматриваемых материалов необходимо получить данные о коэффициентах (моментах) трения покоя. В настоящее время величина этих параметров может быть определена только в результате экспериментальных исследований, которые велись на гамме трибосистем с различным сочетанием марок композит-металл для разных нагрузочно-скоростных режимов.

Методика исследования. Установка для определения пусковых параметров трибосистем разработана на базе токарно-винторезного станка.и/см, скорость лентопротяжки 1,0 — 600 мм/мин.

Рис.1. Нагрузочное устройство: 1 — нижняя обойма; 2 — вкладыш нижний; 3 — контртело-вал; 4 — вкладыш верхний; 5 — обойма верхняя; 6 — пружина; 7 — индикатор; 8 — рычаг; 9 — тензобалка; 10 — фиксаторы; 11 — термопара; 12 — опора; 13 — нагружающий винт

Исследовалось четыре типа композитов:

— шестиремизный неправильный полуторослойный атлас толщиной 0,23 мм и 0,53 мм;

— полуторослойная саржа 1/3, толщиной 0,45 мм;

— однослойная саржа 1/1 (полотно), толщиной 0,30 мм.

Полуторослойные ткани имели основу и верхний уток из фторопласта (рис.2).

Кроме того, у саржи Уз на поверхность с шагом 6 мм выведены нити аримида. 0,4-0,5 мкм. Эксперименты выполнялись в соответствии с полнофакторным двухуровневым планом 22. Исходные данные представлены в табл.1.

Таблица 1

Исходные данные ПФЭ 22

№ п/п Факторы Уровни факторов Интервал варьиро- вания Кодовые обозначе- ния

Наименование Размер- ность верхний нижний средний

1 Контактные напряжения МПа 75 5 40 35 Х1

2 Скорость скольжения м/с 0,5 0,08 0,29 0,21 Х2

Рис. 3. Общий вид контртел и вкладышей

Рис. 4 Момент страгивания (а=75 МПа, V = 0,08 м/с; атлас 5=0,55 мм арт. 5387/2-79 — сталь 45)

Влияние температуры на процесс страгивания устанавливалось по результатам однофакторного эксперимента. Зона трения нагревалась до температуры 1500 С (4230К) трубчатой печью. Термостатирование осуществлялось при помощи термопары ХК и регулирующегося милливольтметра МР 64-82. При экспериментальных исследованиях выполнялось не менее трех параллельных опытов, а результаты подвергались статистической обработке.

Обсуждение результатов. Типичные результаты изменения момента трения при страгивании и стационарном вращении приведены на рис.4.

В связи с весьма малой величиной предварительного смещения первоначальный пик момента трения на диаграмме (см. рис.4) действует практически мгновенно. При указанных режимах для неприработанной пары момент страгивания или рассчитанный по его величине коэффициент трения покоя превышает стационарные величины в среднем на 8,5%.

Первым результатом экспериментальных исследований являлись регрессионные модели зависимости коэффициента трения покоя от нагрузочно-скоростных факторов в кодовых переменных.

/п = Ь0 + Ь1Х1 + Ь2Х2 + Ь1,2Х1Х2 . (1)

Анализ структуры моделей свидетельствует о наличие коэффициентов смешанных взаимодействий. Величины коэффициентов моделей (стандартные обозначения), представленных в кодовых переменных, при-веде-ны в табл.2.

Таблица 2

Параметры регрессионных моделей (кодовые переменные)

№ п/п Армирующий каркас композита Толщина, мм Коэффициенты

в0 в1 в2 в12

1 Атлас неправильный 0,55 -1,0550 0,2207 0,1895 0,0802

2 -«- 0,31 -1,0575 0,2207 0,1362 0,0446

3 Саржа У 0,47 -1,0196 0,1806 0,1522 0,0703

4 Саржа 1/± 0,33 -0,2308 0,2186 0,1920 0,0898

Сравнительный анализ величины коэффициентов моделей показывает минимальный вклад в результаты экспериментов смешанных взаимодействий и наибольшее влияние контактных напряжений., (2)

где f — коэффициент трения; о — средние контактные напряжения в МПа;

V- скорость скольжения в м/с; а,Ь,с,й — параметры.

Таблица 3

Параметры регрессионных моделей (натуральные переменные)

№ п/п а Ь С й

1 0,2968 -0,1528 0,0430 0,3315

2 0,3115 -0,2422 0,097 0,1904

3 0,236 -0,0972 -0,004 0,3004

4 0,2801 -0,1034 -0,0114 0,3838

Последовательность и порядковые номера композитов в табл.2 и 3 совпадают. Анализ табличных данных позволяет сделать ряд выводов.

1. Процесс страгивания и, по-видимому, величина предварительного смещения для всех исследованных композиционных по-

крытий подчиняются близким закономерностям и имеет один порядок.

2. Покрытия с армирующим каркасом на основе тканей атласного плетения более чувствительны к нагрузкам, что очевидно связано со 100%-ным содержанием фторопластовых нитей на поверхности покрытия. Ткани саржевого плетения в среднем на 49,2% менее чувствительны к нагрузкам из-за наличия на рабочей поверхности более жестких нитей из аримида.

3. В сравнении с коэффициентом трения при стационарных режимах [3] коэффициенты трения покоя выше на 6-9%.

Значительное влияние на фрикционные свойства полимеров оказывает температура [1, 2]. Обработка методом наименьших квадратов результатов однофакторного эксперимента позволила получить для атласа толщиной 0,55мм температурную зависимость вида:

/ = 0,7415Т- 2493, (3)

где Т — температура зоны трения 10-2К.0,043+ 0,33(4)

Графическая интерпретация модели (4) выполнена методом двумерных сечений (рис.5).

Рис. 5. Зависимость коэффициента трения от термосилового нагружения: — Т =2930 К; — Т = 4230 К

Антифрикционность фторопласта определяется относительной слабостью межплоскостных связей и его адгезионным переносом на контртело. В связи с адгезионной способностью поверхности природа и даже марка материала контртела, контактирующего с покрытием, влияют на условия страгивания. Результаты сравнительных экспериментальных исследо-

ваний трибосопряжений с контртелами из различных материалов сведены в табл.4, номера соответствуют покрытиям из табл.1.

Таблица 4

Коэффициенты трения покоя (а = 75 МПа , V = 0,08 м/с)

№ п/п Марки материалов контртел

ВТ З-1 Сталь14Х17Н2 Сталь 45 Сталь ШХ15

1 0,052 0,045 0,029 0,027

2 0,055 0,043 0,035 0,030

3 0,057 0,047 0,038 0,032

4 0,057 0,050 0,030 0,033

Коэффициенты трения покоя убывают в ряду — титановый сплав, нержавеющая, конструкционная и подшипниковая стали. Причем стали марок 45 и ШХ15 имеют весьма близкие результаты. По-видимому это связано со структурными особенностями исследованных сплавов. Наименьший уровень коэффициентов трения имеют покрытия на основе атласных тканей, а среди них — более толстое. Очевидно, что это определяется 100%-ным выходом фторопласта на рабочую поверхность покрытия и лучшими демпфирующими свойствами более толстого покрытия.

Выводы. 1. Для исследованных материалов контртел и покрытий в условиях проведенных экспериментов пусковой момент трения превышает стационарный на 6-9%.

2. Лучшими фрикционными пусковыми характеристиками обладает покрытие на основе шестиремизного неправильного атласа толщиной 0,53 мм в паре с контртелом из стали марки ШХ15.

3. Наименьший уровень пусковых характеристик обеспечивается трибосопряжениями на основе всех исследованных покрытий с контртелами из сталей марок 45 и ШХ15.

Библиографический список

1. Кохановский В.А. Идентификация металлополимерных трибоси-стем // Пластические массы. — 1997. — №6. — С.28-32.

2. Трение и износ материалов на основе полимеров / В.А.Белый, А.И.Свириденок, М.И.Петроковец, В.Г.Савкин. — Минск: Наука и техника, 1978. — 432с.

3. Кохановский В.А. Структура и свойства антифрикционных во-локнитов / В.А.Кохановский // Безызносность II: межвуз. сб. науч. тр. -Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 1992. — С.132-137.

Материал поступил в редакцию 27.03.08.

V.A.KOHANOVSKY, U.V. SIDELNIK-RUBANOVA

STARTING ADJECTIVES FOR METAL-POLYMERIC TRIBOSYSTEMS WITH COMPOSITION COVERAGE

Results of unseat moment investigations for metal-polymeric turning pairs are cited. Testing machine and testing technique are described. Fluent features of thermal and power load conditions to friction coefficient are descripted.

КОХАНОВСКИЙ Вадим Алексеевич (р. 1939), профессор (1997) кафедры «Технология конструкционных материалов» ДГТУ, доктор технических наук (1995). Окончил технологический факультет РИСХМа (1962).

Область научных интересов — трение и изнашивание, идентификация три-босистем, прогнозирование ресурса, надежность трибосопряжений.

Автор более 100 научных публикаций.

СИДЕЛЬНИК-РУБАНОВА Юлия Владиленовна, старший преподаватель кафедры «Безопасность жизнедеятельности» ДГТУ (2001). Окончила ДГТУ (1993) по специальности «Металлорежущие станки и инструменты».

Имеет 7 печатных работ в области трения полимерных композитов.

конструктивные особенности и сфера применения

Современные датчики натяжения троса производятся в виде тензобалки. Через специальные отверстия в эту конструкцию монтируется трос, натяжение которого и провоцирует, собственно, деформацию тензобалки. Данный процесс как раз и обеспечивает максимальную точность измерений весового показателя.

На данный момент установки такого типа активно используются в современных крановых, промышленных, лифтовых и прочих механизмах, направленных на непосредственное взаимодействие с большим весом.

Производители предлагают закупать датчики натяжения троса оптом и в розницу. Они являются необходимым звеном для безопасной эксплуатации, ремонта или производства различной подъемной техники, лифтов и промышленных подъемников. Рамки номинального предела измерения составляют от 1 и до 5 тонн.

Предоставляются в широком ассортименте и обладают массой преимуществ, среди которых: возможность нормально функционировать в условиях экстремальной нагрузки с сохранением максимальной точности работы. Конструкция подобных тензодатчиков предусматривает наличие специальных механических упоров, благодаря которым обеспечивается надежную защиту от возможных перегрузок. Высокая точность совершаемых измерений достигается за счет применения схемы моста из комбинации нескольких тензодатчиков.

Особенности конструкции и ее эксплуатации

Как мы уже выяснили, тензодатчик натяжение троса http://tenzorez.ru/category_catalog/natyazheniya-trosa/ выполнен в виде тензобалки. В нее через специальные отверстия монтируется трос. При натяжении троса тензобалка подвергается деформированию, что и обеспечивает максимальную точность измерения весового показателя. Так, основное условие для того, чтобы тензодатчик сработал, состоит в том, что натяжение троса осуществляется за счет взаимодействия с большим весом. Это приходится наблюдать при работе в лифтовых, крановых промышленных и других механизмах, работающих со значительным весом.

В России большинство современных тензодатчиков такого формата изготавливаются из легированной стали. На их поверхностях нанесено никелированное покрытие, что гарантирует им не только привлекательный внешний вид, но еще и неплохую защиту от воздействия окружающей среды. Им присваивается высокий класс защиты. Тензодатчик натяжение троса используется в составе промышленных, крановых и лифтовых систем, нуждающихся в контроле при натяжении троса.

Среди особенностей современных тензодатчиков данного формата можно отнести:

  • IP-67 — класс защиты;

  • высокий класс точности;

  • оптимальный диапазон термокомпенсации и рабочих температур;

  • способность работать с весом до 5000 килограмм.

В дополнение следует выделить и способность нормально функционировать даже в условиях экстремальной нагрузки. Это свойство является чрезвычайно важным, поскольку, в такой ситуации тензодатчик натяжение троса сохраняет точность работы максимальной. Механические упоры конструкции датчика обеспечивают такую необходимую и действительно надежную защиту от возможных перегрузок. Использование схемы моста из нескольких датчиков позволит добиться максимально высокой точности всех измерений.

Основной элемент регулирования и контроля натяжения — тензометрический датчик силы. Отличительной особенностью моделей контроля натяжения уровня FMS является способность выдерживать даже экстремальные перегрузки. При этом сохраняется высокая точность в работе. Это достигается при помощи встроенных механических упоров, служащих надежной защитой от возможных перегрузок. Применение тензодатчиков по схеме моста обеспечивает максимальную точность производимых измерений. Благодаря тому, что размеры датчиков унифицированные, их можно легко и быстро смонтировать в любую технологическую линию.

Принцип работы таких устройств является по большому счету одинаковым, но различия в применении все-таки наблюдаются. Так, сегодня производители готовы представить датчики, натяжение троса у которых будет несколько разным. Точную информацию о технических характеристиках каждой модели можно узнать лишь в описании товара, где стоит также обратить внимание на рабочий коэффициент передачи и максимальный предел измерения. 

 

Системы управления верхней и нижней механизацией / Каталоги

Состоит из главного пульта управления, резервных пультов, сервера, энкодеров, шкафов управления, систем безопасности. Предназначена для управления всеми механизмами сцены в ручном и автоматическом режимах с возможностью синхронизации приводов по скорости, положению, времени. Система управления централизованная, связь с датчиками и приводами по протоколу Modbus, датчики положения совмещенные – абсолютный энкодер + инкрементальный энкодер. Связь с пультом управления по протоколу EtherNet.

Высокий уровень безопасности и контроля достигнут применением таких датчиков как: тензобалка измерения нагрузки, комплект концевых выключателей, датчик натяжения каната, датчик перехлеста каната, датчик установки ручного привода, комплекты рамок безопасности, датчики блокировки дверей.

Данная система позволяет в полной мере реализовать возможности театральной механики и отвечает всем требованиям в плане постановки сложных спектаклей – быстрая смена сцен, точность позиционирования механизмов, создание сложных динамичных движений, групповое синхронное движение, запись и сохранение спектаклей, обеспечение движения верхней и нижней механики и множество других.

Применение сенсорных пультов с 3D- визуализацией сцены позволило облегчить управление комплексом лебёдок. Осуществлять управление стало возможно касанием пальца оператора на объёмной картинке сцены, что исключает запуск ненужного подъёма.

Состоит из пультов управления, шкафов управления, систем безопасности. Применяется как на небольших объектах, так и в качестве дублирования компьютерной системы для повышения надежности. Управление всеми механизмами сцены осуществляется в ручном режиме с возможностью объединения приводов в группы по скорости, положению, времени. Высокий уровень безопасности и контроля достигнут применением таких датчиков как: тензобалка измерения нагрузки, комплект концевых выключателей, датчик натяжения каната, датчик перехлеста каната, датчик установки ручного привода, комплекты рамок безопасности, датчики блокировки дверей.

Шкаф управления механическим оборудованием прямого пуска (без регулировки скорости) комплектуется из напольных шкафов или настенных щитов различных габаритов в зависимости от числа подъёмов и мощности лебёдок. Обеспечивает защиту двигателя от перегрузки и короткого замыкания. Управление лебёдкой может быть осуществлено как с самого шкафа, так и с пульта машиниста сцены (ПМС) или выносного пульта (ПДУ). Комплектующие АВВ/Schneider Electric.

Шкаф управления механическим оборудованием с частотным преобразователем (с плавным пуском и регулировкой скорости лебёдки) исполнен аналогично электрошкафу прямого пуска и комплектуется частотным преобразователем. Обеспечивает защиту двигателя от перегрузки и короткого замыкания. Управление лебёдкой может быть осуществлено как с самого шкафа, так и с пульта машиниста сцены (ПМС) или выносного пульта (ПДУ) с использованием аналоговой или цифровой связи. Комплектующие АВВ/Schneider Electric/Omron.

По желанию заказчика параметры любого щита управления лебёдками раздвижки или шкафа управления лебёдками подъёмов могут быть изменены или дополнены.

Сборка шкафов производится на основе модульной аппаратуры, что позволяет легко модернизировать систему управления на любой стадии в любое время. Это даёт возможность выбора комплектации. Разработана система блокировки, которая предотвращает поломку механизма и полностью исключает человеческий фактор.

4. Выводы

В результате выполнения лабораторной работы была изучена методика определения параметров дизельного двигателя 6ЧН12/14 и расчёта показателей турбокомпрессора этого двигателя. Получены практические навыки измерения физических величин на опытном двигателе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ОСВОЕНИЕ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЙ АППАРАТУРЫ

И МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследование напряженного состояния выполняется методом электрического тензометрирования.

Для записи показаний тензорезисторов (ТР) используется аппаратура, имеющаяся на кафедре «Тепловые двигатели»: система измерительная тензометрическая СИИТ-3 и тензометрический мост ЦТМ-3.

Целью выполнения лабораторной работы является изучение и приобретение основных навыков при работе с тензометрической аппаратурой и датчиками.

  1. Изучение тензометрической аппаратуры.

  2. Приобретение основных навыков при работе с тензометрической аппаратурой и датчиками.

  3. Определение постоянной тензорезисторов.

2. Последовательность выполнения работы

Подготовка к работе производится согласно методическим указаниям к выполнению лабораторной работы.

Обработка результатов измерения

Результатом измерения в данной точке является разность абсолютных значений двух показаний прибора: начального  при ненагруженном объекте и повторного  при нагруженном объекте.

Начальные показания приборов принимаются за условный нуль. Пусть начальным показанием прибора будет число 12 580, а повторное показание 12 595. Здесь первые две цифры  это номер точки 12. Число 580  условный нуль. Тогда абсолютное значение относительной деформации в точке 12 будет

ε

l

l

= =
595·10-5 — 580·10-5 = 15·10-5 е.о.д.

Прибор рассчитан на применение тензорезисторов с коэффициентом тензочувствительности К=2.

При работе с тензорезисторами, коэффициент тензочувствительности которых отличается от 2, необходимо вносить поправку на тензочувствительность.

ε

2

Ки

и= × ε2 ,

где  истинная относительная деформация;

Ки

фактический коэффициент тензочувствительности;

ε2  относительная деформация, показанная прибором.

Объем и форма получения результатов

Тензобалка используется для тарировки тензорезисторов (ТР), то есть для определения постоянной тензорезисторов. Тензобалка представляет собой консольную балку треугольной формы равного сопротивления, выполненную из того же материала, что и исследуемая деталь (рис. 3).

Рис. 3. Схема тензобалки

На балке установлены тензорезисторы на верхней и нижней плоскостях, то есть часть тензорезисторов подвергается растяжению, а другая – сжатию. Приложение нагрузки Р на конце балки создает на рабочей нижней и верхней поверхностях постоянную деформацию, которая определяется значением нагрузки.

Напряжения в балке

6Ра

σ

bh2

6а

= =
P×А ,

г

bh2

деА = ,

b = 2atgβ ,

t

2,5

20

6а·20

gβ = ,

А

2а·2,5·1,52

= = 10,66 ;

σ = P×1,066 кгс/см2 .

Тарировку ТР выполнять в следующей последовательности:

1. Нагрузить балку грузом Р= 4 кг и выдержать 10 мин (табл. 1).

Таблица 1

Значения нагрузки на тензобалку

Груз на балку Р, кг

1

2

3

4

Напряжения в балке σ, кгс/см2

1,066

2,132

3,198

4,264

2. Снять нагрузку. Выдержка 10 мин.

3. Повторить дважды операции по пунктам 1 и 2.

Примечание. Допускается п.3 не выполнять для сокращения времени при проведении лабораторной работы.

4. Подключить ТР к тензометрической станции.

5. Записать показания ТР без нагрузки (Р=0).

6. Нагрузить балку грузом Р=4 кг. Выдержка 10 мин.

7. Записать показания ТР.

8. Нагрузить балку грузом Р=3 кг. Выдержка 10 мин.

9. Записать показания ТР.

10. Нагрузить балку грузом Р=2 кг. Выдержка 10 мин.

11. Записать показания ТР.

12. Нагрузить балку грузом Р=1 кг. Выдержка 10 мин.

13. Записать показания ТР. Снять нагрузку. Выдержка 10 мин.

14. Снять показания ТР без нагрузки (Р=0).

15. Результаты показаний ТР внести в табл. 2.

16. Построить график (деформации е.о.д).

17. Определить по графику модуль упругости материала балки.

18. Определить постоянную ТР.

19. Определить погрешность эксперимента.

Таблица 2

Показания тензорезисторов, установленных на тарировочной балке и постоянная ТР

Номер тензорезистора

Нагрузка на балку Р, кгс

0

1

2

3

4

Напряжения в балке , кгс/см2

0

1,066

2,132

3,198

4,264

Показания ТР, е.о.д.

1

-37

-37

-37

100

137

246

283

383

420

519

556

2

3

250

50

150

390

240

539

389

678

528

18

668

4

-546

-546

-546

-682

-136

-829

-283

-970

-424

-1105

-559

5

-356

-356

-356

-492

-136

-638

-282

-777

-421

-913

-557

6

-415

-415

-415

-549

-134

-694

-279

-832

-417

-966

-551

Постоянная ТР

при нагрузке Р

-0,220551

-0,074678

-0,0611083

-0,057752

Постоянная ТР

-0,103522

(PDF) Автоматическое измерение деформации стальной балки с помощью тензодатчика

Доступно на сайте www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Международная конференция по достижениям в области исследования материалов 2019 г. Gauge

LDVijay Anand a, D. Hepsiba b,, Shanthi Palaniappan c, B. Sumathy d, P.Vijayakumar e,

S.Sheeba Rani f

aDepartment Robotics Engineering, Karunya Institute of Technology and Sciences, Коимбатур — 641114, Тамилнад, Индия.

b Отделение биомедицинской инженерии, Технологический институт Каруньи, Коимбатур – 641114, Тамилнаду, Индия.

cОтдел компьютерных приложений, Инженерно-технологический колледж Шри Кришны, Коимбатур – 641008, Тамилнаду, Индия.

d Кафедра КИПиА, Инженерный колледж Шри Сайрам, Ченнаи — 600044, Тамилнаду, Индия.

e Школа электронной инженерии, Технологический институт Веллора, Ченнаи – 600127, Тамилнаду, Индия.

fОтдел EEE, Инженерно-технологический колледж Шри Кришны, Коимбатур – 641008, Тамилнаду, Индия.

Abstract

Металлические балки используются в различных областях, таких как промышленность, строительство и конструкция транспортных средств. Грузоподъемность металлической балки

зависит от металла и области применения. Измерение деформации балки с помощью обычного метода затруднено. В

последних лет тензорезистор используется для измерения деформации балок из мягкой стали.Это датчик, значения сопротивления которого изменяются

в зависимости от приложенной нагрузки. Изменение сопротивления невелико по величине, и его влияние можно почувствовать с помощью моста Уитстона

. Она прямо пропорциональна приложенной деформации. Различные параметры процесса и их влияние изучаются с помощью

оптимизации и анализа отклонений.

Ключевые слова: измерение деформации; тензодатчик; Стальная балка; Сопротивление; Оптимизация.

1.Введение Тензорезисторы

являются важными инструментами для расчета деформации металлов, балок, ферм, стержней, бетонных конструкций и мостов

. Сопротивление тензорезистора изменяется в зависимости от приложенной силы, и он преобразует такие параметры, как сила, давление, напряжение, вес, в изменение сопротивления, которое можно измерить. Значения сопротивления изменяются, когда

внешняя сила прикладывается к балке или конструкции. Разработанная модель была использована для определения максимальных деформаций

в стальной балке с помощью тензорезистора [1].Измерения деформаций и деформаций проводились с помощью микроконтроллера

и тензодатчиков [2]. Были проведены различные экспериментальные исследования

по измерению деформации с помощью электрических тензорезисторов [3-4] или оптических [5] и механических [6]. Идентификация дефектов

и погрешность деформации оценивалась при изгибе стальных балок [7]. Калибровка тензорезистора проводилась на конструкции ветряной мельницы

[8]. Эксперимент по измерению деформации проводился на консольной балке с датчиком [9].Модель на основе нейронной сети

использовалась для прогнозирования деформации в бетонной конструкции [10]. Оптимизация была изучена в конструкции крана со стальной балкой

[11]. Разработаны математические модели для оценки безопасности балок из стали

на основе средних деформаций [12]. Приложенная сила была существенным фактором для конструкции, и их оптимальный параметр

был достигнут с помощью оптимизации на основе тагучи [13-14]. Системы измерения деформации и их действие были исследованы с использованием тензорезисторов [15].В настоящей статье обсуждается измерение деформации

* Автор, ответственный за переписку. Тел.: +91-8870452121.

Адрес электронной почты: [email protected]

Рукопись

Нажмите здесь для просмотра ссылок Ссылки

Валидация экспериментальной методики измерения деформации и разработка датчика силы

Валидация экспериментальной методики измерения деформации и разработка датчика силы

International Журнал научных и инженерных исследований, том 3, выпуск 10, октябрь 2012 г. 1

ISSN 2229-5518

Валидация экспериментальных измерений деформации

Техника и разработка датчика силы

Проф.Бипин Д. Патель, А.Р. Шринивас

Реферат — Точная оценка напряжения, деформации и нагрузки в компонентах в рабочих условиях является важным требованием успешного инженерного проектирования. Экспериментальный анализ напряжений на протяжении многих лет играет все более важную роль, помогая разработчикам инженерных изделий создавать не только эффективные и экономичные конструкции, но и существенно снижать вес, а также способствовать упрощению производства изделий. Тензорезисторы электрического сопротивления представляют собой замечательное устройство, которое является небольшим, легким, линейным, точным и довольно недорогим и используется в качестве датчика в самых разных приложениях.Тензодатчик является наиболее распространенным датчиком, в котором используются электрические тензометрические датчики. В тензодатчике неизвестная нагрузка измеряется путем измерения деформации, возникающей в механическом элементе. Поскольку нагрузка линейно связана с деформацией, пока механический элемент остается эластичным, тензодатчик можно откалибровать так, чтобы выходной сигнал был пропорционален нагрузке. Коэффициент теплового расширения неизвестного материала можно определить с помощью тензорезисторов, установив два сопротивления полумоста на известный материал и неизвестный материал соответственно.Здесь, в данной работе предпринята попытка разработать датчик силы для нахождения неизвестной нагрузки с помощью консольной балки. Датчик на основе консольной балки (CLB) будет откалиброван и проверен с использованием численного подхода, аналитического подхода и экспериментальных измерений.
Ключевые слова: столетняя балка, датчик силы, тензодатчик, мост Уитстона.

——————————  ——————————

Основными методами экспериментального анализа напряжения, которые используются сегодня, являются хрупкие лаки, тензодатчики, фотоупругость и фото- эластичные покрытия.Тензодатчики широко используются в области инженерных измерений. По принципу конструкции тензорезисторы делятся на механические, оптические, электрические и акустические. Из всех, электрические тензометрические датчики получили настолько широкое распространение, что теперь они доминируют во всей области тензодатчиков.
Открытие принципа, на котором основан тензорезистор электрического сопротивления
, было сделано в 1856 году лордом Кельвином, который нагрузил медные и железные провода натяжением и заметил, что их сопротивление увеличивается с натяжением, прилагаемым к проводу.Затем он разработал мост Уитстона для измерения изменения сопротивления, с помощью которого он далее установил три важных факта; во-первых, сопротивление проволоки изменяется в зависимости от деформации, во-вторых, разные материалы обладают разной чувствительностью и, в-третьих, можно использовать мост Уитстона для точного измерения этих изменений. С тех пор широкое использование тензорезисторов промышленностью и академическими лабораториями по всему миру сделало тензометрические датчики, контролируемые мостом Уитстона, наиболее совершенной измерительной системой.
Деформация – это величина деформации тела из-за приложенной силы. Более конкретно, деформация (ε) определяется как частичное изменение длины, как показано на рис. 1. Деформация может быть положительной (растяжение) или отрицательной (сжатие) и не имеет размеров. На практике величина измеряемой деформации очень мала. Поэтому деформация часто выражается как микродеформация (με), которая равна ε x 10 -6 [1]

————————————————

Проф. Бипин Д. Патель, Доцент кафедры МО, ШПНО-Виснагар, Email: [email protected], телефон: +91-9909468081.

А.Р. Шринивас, научный сотрудник Центра космических приложений, ISRO-

Ахмедабад, электронная почта: [email protected], телефон: 079-26915184/89.


Рис.1 Определение деформации
Деформация – это величина деформации тела из-за приложенной силы. Более конкретно, деформация (ε) определяется как частичное изменение длины, как показано на рис. 1. Деформация может быть положительной (растяжение) или отрицательной (сжатие) и безразмерна.На практике величина измеряемой деформации очень мала. Поэтому деформация часто выражается как микродеформация (με), которая равна ε x 10 -6 [1]

1.1 Принцип измерения деформации

Тензодатчик электрического сопротивления представляет собой просто отрезок проволоки или фольги, сформированный в форме непрерывной сетки, как показано выше, приклеенной к непроводящей подложке. Затем датчик надежно прикрепляется к поверхности исследуемого компонента, так что любое напряжение поверхности будет ощущаться самим датчиком.Поскольку основное уравнение для электрического сопротивления R отрезка провода имеет вид R = ρL/A, отсюда следует, что любое изменение длины и, следовательно, площади поперечного сечения приведет к изменению сопротивления. Таким образом, измерение этого изменения сопротивления с помощью соответствующим образом откалиброванного оборудования позволяет получить прямое показание линейной деформации. Это стало возможным благодаря существующей для ряда сплавов зависимости между изменением сопротивления и деформацией в значительном диапазоне деформаций, которая может быть выражена следующим образом: L

RL

Калибровочный коэффициент (GF) может быть выражен как

IJSER © 2012

http://www.IJSER.ORG

Научно-исследовательский документ, опубликованный IJSER Journal, о проверке метода измерения экспериментальной штаммы и разработки силы преобразования 2

ISSN 2229-5518


  R / R    R / R

  L / L  

где ε – деформация. Значение манометрического коэффициента всегда предоставляется производителем и при необходимости может быть проверено с помощью простых процедур калибровки.Типичные значения K для большинства обычных датчиков лежат в диапазоне от 2 до 2,2, а большинство современных тензодатчиков позволяют устанавливать значение K соответствующим образом, что позволяет напрямую регистрировать значения деформации [2].

1.2 Мост Уитстона – принцип работы

изменения конструкции сведены к минимуму. Кроме того, чувствительность моста к деформации удваивается за счет включения обоих датчиков, хотя и в разных направлениях [2,4].

Рис. 3 Полумостовая схема

*Например, испытательный образец подвергается значительной деформации 500 мкε.Тензорезистор с тензометрическим коэффициентом GF = 2 покажет изменение электрического сопротивления всего на 2* (500 ´ 10–6) = 90·101 0,1 %. Для манометра мощностью 120 Вт это изменение составляет всего 0,12 Вт. ноль, когда),

R1  R3  R2  R4 .

На практике при измерениях деформации редко
используются величины, превышающие несколько мельничных деформаций.Поэтому для измерения деформации
требуется точное измерение очень малых изменений сопротивления
*. Изображенный общий мост Уитстона состоит из четырех резистивных плеч с напряжением возбуждения Vex . Выходное напряжение моста В 0 будет равно

. Консольная балка из алюминиевого сплава 6061-Т6, как показано на рис.4, будет использоваться для измерения деформации изгиба в полумостовой конфигурации. Тензорезистор электрического сопротивления, как показано на рис.5 используется с измерениями Vishay Micro для экспериментальной техники измерений.

VO   R3

R 2 R 2

  VEX

R 3  R 4

R1  R2 

от этого уравнения, очевидно, что когда R1/R2 = RG1/RG2, выходное напряжение В 0 будет равно нулю. В этих условиях говорят, что мост уравновешен. Любое изменение сопротивления в любом плече моста приведет к ненулевому выходному напряжению.Поэтому, если мы заменим R4 на рис. 2 активным тензорезистором, любые изменения сопротивления тензорезистора разбалансируют мост и создадут ненулевое выходное напряжение. Если номинальное сопротивление тензорезистора обозначить как RG , то вызванное деформацией изменение сопротивления ΔR можно выразить как ΔR = RG × GF × ε . Предположим, что R1 = R2 и R3 = RG [2,3].
Различные конфигурации моста используются для оценки деформации, среди них используется полумостовая схема с использованием двух тензодатчиков
в мосту, что позволяет избежать влияния температуры.На рис. 3 показана конфигурация тензодатчика, в которой один тензорезистор активен (RG + ΔR) , а второй тензорезистор расположен поперек приложенной деформации. Следовательно, деформация мало влияет на второй датчик, называемый фиктивным датчиком. Однако любые изменения температуры повлияют на оба датчика одинаково. Поскольку изменения температуры в обоих датчиках одинаковы, отношение их сопротивлений не меняется, напряжение В 0 не изменяется, а влияние температуры не изменяется.4. CAD-модель балки

Рис.5 Тензодатчик электрического сопротивления

IJSER © 2012

http://www.ijser.org

Исследовательская статья, опубликованная в журнале IJSER, посвящена валидации экспериментальной техники измерения деформации и Разработка преобразователя силы 3


ISSN 2229-5518

Рис.7. Детали межсоединений полумостовой схемы

Крепление датчика к балке включает в себя последовательные этапы, такие как обезжиривание растворителем, шлифовка поверхности, расположение датчика, линия разметки, подготовка поверхности. , Нейтрализатор, Расположение тензорезистора и нанесение соединения на тензодатчик с помощью принадлежностей для тензодатчика, как показано на рис.6 [5].
Рис.6. Принадлежности для тензодатчиков
Сканер модели 5100 B (производство Vishay Micro Systems) представляет собой тип системы сбора данных, используемой для измерения деформации. Сканеры модели 5100 B, которые обеспечивают быстрое статическое получение и оцифровку 20 каналов различных аналоговых входов. Гибкость системы позволяет смешивать типы входных карт внутри сканера. Strain smart — это программное обеспечение, входящее в состав системы сбора данных. На рис.7 показаны детали соединения полумостовой схемы [5,6].


Консольная балка, показанная на рис. 8, подвергается точечной нагрузке на конце балки. Датчики деформации прикреплены к его верхней и нижней поверхностям для измерения деформации, создаваемой в этом месте. Здесь нагрузка прикладывается с шагом 0,25398 Н. Тензодатчики подключаются к системе сбора данных с помощью многоштырьковых разъемов, которые, в свою очередь, подключаются к ПК, а данные считываются программным обеспечением. Программное обеспечение выдаст результат в виде микронапряжения и выходного напряжения в милливольтах ( мВ ).Данные берутся для различных случаев нагрузки в диапазоне от 0,25398 Н до 6,1 Н, и достигаются результаты.
Рис.8. Экспериментальная установка

Для проверки результатов экспериментальных измерений используются два подхода: первый — классическая теория механики используется для прогнозирования перемещений и деформации, второй — метод конечных элементов с использованием имеющегося в продаже программного обеспечения FEA для их сравнения. Результаты этих трех подходов сравниваются и отображаются на графиках, показанных на рис. на расстоянии «y» от нейтральной оси, и Северная Америка будет изгибаться до радиуса r в соответствии со следующей формулой.


M    E

I y r

Получив значение напряжения, можно определить теоретическую деформацию, используя формулу закона крюка.

IJSER © 2012

http://www.ijser.org

Исследовательская статья, опубликованная в журнале IJSER, посвящена проверке экспериментальной методики измерения деформации и разработке датчика силы 4

ISSN 2229-5518

2

грузы взяты и загружены на CLB.Соответствующие деформации/напряжения нанесены на график Деформация В/с Нагрузка. На рисунке 11 показана неизвестная нагрузка, распределенная по кривой зависимости деформации от нагрузки [7,8].
Рис. 9 Консольная балка с осевой нагрузкой
Как показано на рис. 9, консольная балка подвергается точечной нагрузке
на свободном конце. Пусть M.I сечения кантилевера на нейтральной оси равно «I». Рассмотрим любое сечение консоли на расстоянии x от закрепленного конца A. Изгибающий момент в любом сечении балки определяется выражением l  x )

Упрощая это уравнение, получаем, что прогиб в точке A равен нулю при x=0.Теперь прогиб вниз (Y) на свободном конце, т.е. при x=L, можно определить по
Рис. 11 График сравнения кривых деформационных характеристик для неизвестной нагрузки


Рис. 10 График сравнения результатов деформации/прогиба, полученных экспериментально, аналитически и численно На основе данных о нагрузке и прогибе, полученных для консольной балки, строятся кривые характеристик нагрузки.Эти кривые нагрузки используются для прогнозирования неизвестных нагрузок и, таким образом, использования CLB в качестве датчика силы путем измерения соответствующей деформации, указанной установкой измерения деформации, созданной в эксперименте. Для проверки точности и диапазонов работы форсированного преобразователя была успешно создана экспериментальная установка для измерения деформации/напряжения с использованием принципа измерения тензодатчика. CLB характеризуется простым изгибом с использованием полумостовой схемы, а поведение CLB проверяется с использованием классической теории изгиба и программного обеспечения FEM.Кривые характеристик нагрузка/деформация, напряжение построены для CLB для различных нагрузок, что приводит к разработке преобразователя силы. Чтобы проверить поведение датчика силы, были измерены наборы неизвестной нагрузки, и данные были нанесены на кривую характеристик нагрузки. Точный метод распределения неизвестной нагрузки показывает точность тензодатчика.

Авторы выражают благодарность Центру космических приложений (SAC) за предоставленную возможность работать над проектом.Мы глубоко признательны за базу знаний, предоставленную нам должностными лицами SAC на различных уровнях для разработки предлагаемых решений.

[1] Holman J.P. «Experimental Method for Engineers», 3rd
Ed, McGraw Hill, 1978.
[2] J.W. Дейли и У. Ф. Райли, «Экспериментальный анализ стресса»,
, 1991, McGraw-Hill.
[3] Ханна Р.Л. и др. «Руководство пользователя тензодатчика», США, Esevier Science Publishers Ltd и Society of Experimental Mechanics, 1992.
[4] GS Holister, «Experimental Stress analysis: Principles and
Methods», 1967 Cambridge University Press.
[5] www.vishayypg.com/micromesurement/instruments
[6] http://zone.ni.com/devzone/cda/tuf/p/id.
[7] http://en.wikipedia.org/wiki/Strain_gauge.
[8] Роберт Лайон. «Анализ напряжений малых механизмов», представленный в SESA в 1965 г., весеннее совещание, состоявшееся в Денвере, штат Колорадо,
, 5–7 мая.

IJSER © 2012

http://www.ijser.org

Применение датчика нагрузки с консольной балкой – измерение Рика для мехатроники, примечания

Компоненты датчика нагрузки с консольной балкой

Тензорезисторы измеряют деформацию, а деформация пропорциональна нагрузке, поэтому вы можете использовать тензорезисторы для измерения приложенных сил.(видео 2:21)

Изменения сопротивления очень малы для практических упругих деформаций. Прочтите о тензодатчиках в своем учебнике или в Интернете, чтобы узнать о различных геометриях тензорезисторов, типичных сопротивлениях тензорезисторов и определении коэффициента тензорезистора. Какие другие воздействия в среде измерения могут изменить сопротивление тензорезистора? Как вы можете свести к минимуму или компенсировать это внешнее изменение?

Конфигурация полного моста

Мостовая схема Уитстона с тензометрическими датчиками обеспечивает выходной сигнал уровня милливольт, и вам потребуется некоторое усиление.Вы настроите инструментальный усилитель INA125 в режиме псевдоземли, чтобы результаты могли быть положительными или отрицательными относительно опорного напряжения 1,24 В.

Когда я проверил свой тензодатчик с помощью мультиметра, я обнаружил, что его напряжение составляет 1,04 мВ на мосту без нагрузки, 1,42 мВ с моим ведром и 2,11 мВ, когда я добавил в ведро 1-килограммовую банку арахисового масла. За лишний кило поднялся на 0,69 мВ, при напряжении возбуждения 3,3 В на мосту, так что общая чувствительность

0.69/3,3/1,0 = 0,209 мВ/В/кг

для этого конкретного тензодатчика. Ваш, вероятно, отличается, в зависимости от того, где были прикреплены тензодатчики. (видео 4:37)

Настройка моста на макетной плате

Соединение четырех манометров на макетной плате будет выглядеть как спагетти, поэтому хорошо иметь план заранее. (видео 9:54)

В качестве альтернативы, вы можете настроить ту же схему для работы на 3,3 вольта на Itsy Bitsy, хотя вам нужно будет переключиться на контакт 13 для 1.Ссылка на 24 вольта на усилителе.

В конфигурации системы много переменных, что вносит много неопределенности, поэтому лучший способ — измерить производительность. Найдите значения AnalogRead() для холостого хода и для полной нагрузки в несколько кг и примите линейный отклик между этими точками, чтобы устранить большую часть неопределенности. (видео 13:33)

Ошибка: 404 — Не найдено


Что ты можешь сделать?

Отправить отчет о проблеме

В отчете о неполадках веб-мастеру сайта будут отправлены технические подробности, которые помогут им решить проблему, а также любые комментарии, которые вы хотите добавить.

[email protected]

Вопросы или комментарии по электронной почте к веб-мастеру этого сайта.


Показать детали

Ошибка сайта

Произошла ошибка при публикации этого ресурса.

Ресурс не найден

Извините, запрошенный ресурс не существует.

Проверьте URL-адрес и повторите попытку.

Ресурс: пружина ПОЛУЧИТЬ


Предложения по устранению неполадок

  • URL-адрес может быть неправильным.
  • Параметры, переданные этому ресурсу, могут быть неверными.
  • Ресурс, от которого зависит этот ресурс, может быть столкнулся с ошибкой.

Для получения более подробной информации об ошибке, пожалуйста, обратитесь к журналу ошибок.

Если ошибка повторяется, обратитесь к администратору сайта. Спасибо за терпеливость.


Обратная связь

Трассировка (самая внутренняя последняя):

  • Модуль ZPublisher.Публикация, строка 115, в публикации
  • Модуль ZPublisher.BaseRequest, строка 501, в проходе
  • Модуль ZPublisher.BaseRequest, строка 346, в traverseName
  • Модуль ZPublisher.BaseRequest, строка 105, в publishTraverse

NotFound:

Ошибка сайта

При публикации этого ресурса произошла ошибка.

Ресурс не найден

Извините, запрошенный ресурс не существует.

Проверьте URL и повторите попытку.

Источник: spring ПОЛУЧИТЬ


Предложения по устранению неполадок

<ул>
  • URL может быть неправильным.
  • Параметры, переданные этому ресурсу, могут быть неверными.
  • Ресурс, от которого зависит этот ресурс, может быть обнаружена ошибка.
  • Для получения более подробной информации об ошибке, пожалуйста, обратитесь к журналу ошибок.

    Если ошибка повторяется, обратитесь к специалисту по обслуживанию сайта. Спасибо за терпеливость.

    404 – Не найдено


    Показать детали

    Ваш запрос обработан zeoclient-06.ecn.purdue.edu

    Тензометры

    и эксперимент с мостом Уитстона Тензометры

    и эксперимент с мостом Уитстона Тензодатчики и мост Уитстона

    Объект

    Используйте тензодатчики для измерения деформации в нагруженном стальной кантилевер.

    Проверить закон Гука.

    Проверьте расчет деформации в нагруженном консольный.

    Введение

    Электрическое сопротивление (R) металлической проволоки равно дается (где r есть удельное сопротивление), поэтому сопротивление пропорционально длина (L) и обратно пропорциональна площади (A). Как проволока растягивается, становится длиннее и тоньше (потому что объем провода остается примерно таким же). Отсюда и сопротивление проволоки увеличивается за счет растяжения.Когда провод сжимается он становится короче и толще, это снижает сопротивление. То структура материала незначительно изменяется при растяжении и сжатии, это приводит к небольшим изменениям удельного сопротивления.

    Тензорезисторы представляют собой тонкие провода, которые можно приклеить к металлическая конструкция. Когда конструкция изгибается под нагрузкой, изменяется сопротивление тензорезисторов, и это можно использовать для измерить деформацию конструкции. Таким образом, напряжение в конструкция (например, нефтяная вышка или крыло самолета) может быть измерена проверить проектные расчеты.

    Теория

    Изменение сопротивления DR в тензометрическом датчике сопротивления R почти пропорциональна к приложенной деформации. Следовательно:

    K — постоянная, известная как калибровочный фактор, и относительная деформация. Используемые датчики в этом опыте имеют K = 2,10 ± 0,02.
    Рис. 1: Нагруженная консольная балка.

    Датчики находятся на расстоянии D от груза (см. рис. 1) к кантилеверу подвешен груз массой m и весом mg. пучка (g — ускорение свободного падения).Луч имеет толщину t и шириной w и изготовлен из нержавеющей стали с Модуль E. Расчетная деформация из-за взвешенная масса равна:

    Поэтому относительное изменение сопротивления тензодатчик определяется по формуле:

    Изменения сопротивления в тензодатчиках очень маленький, поэтому датчики соединены мостом Уитстона. Схема (см. рис. 2). Датчик на верхней части балки находится в напряжении, датчик под балкой находится в сжатии, следовательно, деформация вызывает равные и противоположные изменения сопротивления в датчиках.К с помощью двух манометров влияние колебаний температуры на манометрические сопротивления компенсируются.

    Левый конец мостовой схемы находится на нуле. вольт (см. рис. 1), схема питается от мостового возбуждения напряжение В EX приложено к правому концу моста (см. рисунок 1).

    Если напряжение увеличивает сопротивление первого датчика от R до R + DR затем сопротивление второго датчика уменьшается с R до R — DR. Отсюда напряжение V G (см. рис. 2) определяется по формуле:

    Для балансировки моста Уитстона используйте Zero Adjust. резистор настраивается для получения напряжения .Следовательно, выходное напряжение V или моста Уитстона дан кем-то:

    Подставив тогда:

    Рисунок 2: Мостовая схема тензометрического датчика Уитстона.

    Аппарат

    Устройство консольной балки, источник питания моста, высокий чувствительный вольтметр, мост Уитстона, цифровой вольтметр, 1 шт. кг комплект 100г гирь (индивидуально промаркированы точными гирями).

    Предварительный эксперимент

    1. При разгруженной консольной балке измерьте и обратите внимание на сопротивление одного из датчиков с помощью цифрового мультиметра (в режиме сопротивления).Как изменится манометрическое сопротивление при к балке подвешен груз массой 1 кг?

    Настройка схемы моста Уитстона

    1. Соберите схему моста Уитстона, как показано на рисунке на рисунке 2.
    2. Подключите высокочувствительный вольтметр для измерения выходное напряжение.
    3. Мостовой блок питания и цифровой мультиметр (в режиме напряжения) используется для измерения напряжения возбуждения моста подключаются отдельными проводами.Это исключает ошибки из-за к сопротивлению в проводах и соединениях.
    4. Отрегулируйте резистор регулировки нуля, чтобы получить выходное напряжение, когда консольная балка не нагружена.

    Эксперимент

    1. Измерение выходного напряжения моста с балочными нагрузками от 0,00 до 1,00 кг с шагом 0,10 кг.
    2. Постройте график выходного напряжения (в вольтах) на вертикальная ось в зависимости от нагрузки на балку (в кг) по горизонтали ось.
    3. Закон Гука утверждает, что для эластичного поведения что деформация пропорциональна приложенной нагрузке, делает ли ваш график проверить закон Гука?
    4. Если конструкция аппарата правильная, выходное напряжение цепи тензодатчика должно быть .Используйте эту формулу для расчета выходного напряжения, которое вы ожидаете для одну из измеренных вами нагрузок.
    5. Рассчитайте максимальную ошибку эксперимента в ожидаемое значение V o по формуле .
    6. Совпадает ли ожидаемое выходное напряжение с выходное напряжение, измеренное вами в соответствующих экспериментальных ошибки? Что это говорит вам?
    Символ Описание Значение Единицы
    K Коэффициент манометра 2.10 ± 0,02 безразмерный
    м взвешенная масса ± 0,01 на массу грамм (г)
    г ускорение свободного падения 9,816 ± 0,001 метра в секунду в квадрате (мс -2 )
    D расстояние от нагрузки до датчика 0,504 ± 0,003 метров (м)
    В EX напряжение возбуждения моста расчетная погрешность вольт (В)
    E Модуль Юнга 195 ± 5 ГигаПаскали (ГПа)
    w ширина (горизонтальная) консоли 2.53 ± 0,01 сантиметра (см)
    t толщина (вертикальная) консоли 3,55 ± 0,05 миллиметры (мм)

    © Марк Дэвисон, 1997 г., оставить отзыв или задать вопросы об этом эксперименте.

    Вернуться в меню эксперимента

    Балки на изгиб/поперечные балки — Обзор продукции

    Что такое датчик силы на изгиб балки?

    Тензодатчики с изгибом балки являются наиболее часто используемыми типами тензодатчиков и одним из основных типов тензодатчиков в промышленных весовых и лабораторных технологиях, а также в перерабатывающей промышленности.Как правило, изгибающиеся балки закреплены на одном конце и свободны на другом конце. Однако есть и симметричные варианты, которые крепятся с обоих концов и загружаются посередине. Тензодатчики на изгиб балки слегка изгибаются при приложении силы или веса и, таким образом, отвечают за определение сил в широком диапазоне применений. Чтобы определить, насколько высока сила в приложении, используются тензометрические датчики или тонкопленочные датчики, которые крепятся к измерительному телу. С помощью тензодатчиков и тонкопленочных датчиков сила или вес преобразуются в электрический сигнал.

    Что такое тензодатчик с поперечной балкой?

    Силы сжатия необходимы для работы тензодатчиков с поперечной балкой. Основным элементом сдвиговой балки является упругое тело, которое деформируется при приложении силы и возвращается в исходное состояние при прекращении действия силы. Как и в случае датчиков нагрузки на изгиб балки, деформация определяется тензометрическими датчиками или тонкопленочными датчиками и преобразуется в электрический сигнал. Тензодатчики с поперечной балкой часто используются для средних и высоких нагрузок и известны своей очень хорошей устойчивостью к боковым силам.Отличие от гибочных балок заключается в тонком вертикальном поперечном сечении двутавровой балки в центре тензодатчика, которое создается за счет механически обработанных углублений. В этом поперечном сечении вертикальной двутавровой балки сосредоточена наибольшая часть деформации сдвига. Датчики деформации прикреплены к боковым поверхностям балки для определения деформации.

    Как работают датчики нагрузки на сдвиг и изгиб балки?

    В балках для сдвига и балках для изгиба используются тензометрические датчики или тонкопленочные датчики, прикрепленные к измерительным телам или внутри них для измерения силы.При использовании приклеенных тензорезисторов тензорезисторы деформируются при деформации измерительного тела. Под действием силы и связанной с этим деформации тензодатчик растягивается или сжимается, вызывая изменение сопротивления. При сжатии сопротивление уменьшается, а при растяжении увеличивается. Используя электрический сигнал, измеряется разница между входным и выходным сигналом. Затем это значение преобразуется в удобочитаемое значение веса.

    Компания WIKA является единственным поставщиком в области измерения силы, который также имеет в своем ассортименте датчики силы со вваренными тонкопленочными датчиками.Стандартный тонкопленочный датчик приваривается к измерительному элементу с помощью лазера, что обеспечивает автоматизированное серийное производство. Тонкопленочная технология гарантирует высокое качество, высокую долговременную стабильность, точное измерение непосредственно в силовом потоке и очень хорошие температурные характеристики.

    Где используются гибочные балки?

    Изгибающиеся балки используются в технологической и лабораторной технике, в дозаторах, а также в бункерных и промышленных весах. Они используются в проектах динамических и статических измерений.

    Где используются поперечные балки?

    Балки сдвига используются в различных типах весов, таких как напольные весы, весовые дозаторы и платформенные весы, а также в лабораторных технологиях и при строительстве сцен. Срезные балки с тонкопленочной технологией используются в технике промышленного взвешивания, в машиностроении и строительстве заводов, в автоматизации производства, а также в строительстве театров и сцен, в химической и нефтехимической промышленности, а также для взвешивания в приложениях безопасности. Тензодатчики с поперечной балкой обычно не используются для низких нагрузок, поскольку поперечное сечение двутавровой балки не может быть выполнено достаточно тонким для достижения требуемых значений деформации.Для этих очень низких нагрузок подходят тензодатчики. При очень высоких нагрузках ограничение составляет 100 кН и 10 т соответственно.

    Типы тензодатчиков для тензодатчиков

    13 марта 2020 г.

    Дара Трент, директор по техническому содержанию

    1) Линейные имеют одну измерительную сетку и измеряют деформацию в одном направлении. Необходимо исследовать только одно направление деформации.

    2) Двойные линейные тензорезисторы имеют две измерительные решетки, расположенные параллельно друг другу.Типичные области применения этих тензорезисторов включают измерения на изгибающихся балках,

    3) Тензорезисторы (V-образные) имеют 2 измерительные решетки, расположенные со смещением друг от друга на 90°. Типичные области применения этих тензорезисторов включают измерения торсионных стержней и определение касательных напряжений, возникающих в поперечной балке в области нейтральных волокон.

    4) Тензорезисторы 90° (Т-образные розетки) имеют 2 измерительные решетки, расположенные со смещением друг от друга на 90°.Типичные области применения тензорезисторов этого типа включают анализ двухосного напряженного состояния с известными главными направлениями, а также измерения стержней растяжения и сжатия.

    5) Полумостовые тензорезисторы специально разработаны для изготовления прецизионных тензодатчиков, работающих по принципу изгиба балки. Они подходят для приложений, где длина луча ограничена.

    6) Мостовые тензометрические датчики имеют 4 измерительные сетки, которые расположены так, что каждая смещена к следующей под углом 90°.Типичные области применения полномостовых тензометров включают измерения растяжения/сжатия стержней и определение касательного напряжения, возникающего в поперечной балке.

    7) Розеточные тензорезисторы состоят из трех измерительных решеток, расположенных под углом 0°/45°/90° или 0°/60°/120°. Розетки являются подходящим выбором для анализа двухосного напряженного состояния с неизвестными главными направлениями.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.