"Doğruluk - kralların nezaketi!" Çağımızda, bu ortaçağ Fransız özdeyişinin alaka düzeyi sadece büyüyor. Üretimde ve günlük yaşamda doğru ölçüm hesaplamaları yapmak için gerinim ölçerlere dayalı cihazlar giderek daha fazla kullanılmaktadır.
İçerik
Gerinim ölçer nedir ve gerinim ölçerler ne işe yarar?
Tensometri (Latince tensus - stresli), ölçülen bir nesnenin veya yapının stres-gerilme durumunu ölçmek için bir yöntem ve tekniktir. Gerçek şu ki, mekanik stresi doğrudan ölçmek imkansızdır, bu nedenle görev, nesnenin deformasyonunu ölçmek ve malzemenin fiziksel özelliklerini dikkate alan özel teknikler kullanarak stresi hesaplamaktır.
Gerinim ölçerlerin çalışması, gerinim etkisine dayanır - bu, katı malzemelerin dirençlerini çeşitli deformasyonlarla değiştirme özelliğidir. Gerinim ölçer sensörleri, katı bir cismin elastik deformasyonunu ölçen ve değerini elektrik sinyaline dönüştüren cihazlardır. Bu işlem, sensör iletkeni gerildiğinde ve sıkıştırıldığında direnci değiştiğinde gerçekleşir. Katıların (örneğin makine parçaları, yapılar, binalar) deformasyonunu ölçmek için kullanılan araçlardaki ana unsurdur.
Cihaz ve çalışma prensibi
Gerinim ölçerin temeli, ölçüm panelinin önüne sabitlenmiş özel kontaklarla donatılmış bir gerinim ölçerdir. Ölçüm sırasında panelin hassas kontakları nesne ile temas halindedir. Ölçülen ve gerinim ölçerin ölçülen değerinin işleme ve görüntüleme elemanlarına iletilen bir elektrik sinyaline dönüştürülen deformasyonları meydana gelir.
Fonksiyonel kullanım kapsamına bağlı olarak sensörler, ölçülen büyüklüklerin hem türleri hem de türleri açısından farklılık gösterir. Önemli bir faktör gerekli ölçüm doğruluğudur. Örneğin, fırın çıkışında bir loadcell yük hücresi, her yüzde bir gramın önemli olduğu elektronik farmasötik teraziler için kesinlikle uygun değildir.
Modern gerinim ölçerlerin türlerini ve türlerini daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Tork sensörleri
Tork sensörleri, motor krank mili veya direksiyon kolonu gibi sistemlerin dönen parçalarındaki torku ölçmek için tasarlanmıştır.Tork gerinim ölçerler, temaslı veya temassız (telemetrik) yöntemle hem statik hem de dinamik torku belirleyebilir.
Kiriş, konsol ve kenar yük hücreleri
Bu tür dönüştürücüler genellikle, ölçümlerin yüksek hassasiyeti ve doğrusallığı için yerleşik bir bükme elemanına sahip bir paralelkenar tasarımı temelinde yapılır. İçlerindeki gerinim ölçerler, sensörün elastik elemanının hassas bölgelerine sabitlenir ve tam köprü şemasına göre bağlanır.
Yapısal olarak, kiriş yük hücresi, eşit olmayan yük dağılımı ve basınç ve çekme deformasyonlarının tespiti için özel deliklere sahiptir. Maksimum etkiyi elde etmek için gerinim ölçerler, kirişin yüzeyindeki en ince noktada özel işaretlerle kesinlikle yönlendirilir. Bu türden son derece hassas ve güvenilir sensörler, platform veya bunker kantarlarında çok sensörlü ölçüm sistemleri oluşturmak için kullanılır. Uygulamalarını tartma harmanlayıcılarında, gevşek ve sıvı ürün paketleyicilerinde, kablo gerilim sayaçlarında ve diğer güç yükü sayaçlarında bulmuşlardır.
Çekme ve Basınç Yük Hücreleri
Çekme ve basma yük hücreleri genellikle S şeklindedir, alüminyum ve alaşımlı paslanmaz çelikten yapılmıştır. 0,2 ila 20 ton arasında ölçüm aralığına sahip bunker kantarları ve dozajlayıcılar için tasarlanmıştır. Bu malzemelerin çekme kuvvetini kontrol etmek için kablo, kumaş ve fiber makinelerinde S şeklindeki çekme ve sıkıştırma yük hücreleri kullanılabilir.
Tel ve folyo gerinim ölçerler
Tel gerinim ölçerler, küçük çaplı bir tel spiral şeklinde yapılır ve yapıştırıcı ile test edilen elastik bir eleman veya parça üzerine monte edilir.Şunlarla ayırt edilirler:
- üretim kolaylığı;
- gerilmeye doğrusal bağımlılık;
- küçük boyut ve fiyat.
Eksiklikler arasında, düşük hassasiyet, ortamın sıcaklık ve neminin ölçüm hatası üzerindeki etkisi, sadece elastik deformasyon alanında kullanım olasılığı not edilir.
folyo Gerinim ölçerler, yüksek metrolojik nitelikleri ve üretilebilirlikleri nedeniyle şu anda en yaygın gerinim ölçer türüdür. Bu, üretimlerinin fotolitografik teknolojisi sayesinde mümkün oldu. Gelişmiş teknoloji, ölçüm ızgarası malzemelerinin özelliklerine bağlı olarak, 0,3 mm tabanlı tek gerinim ölçerler, özel gerinim ölçer soketleri ve -240 ile +1100 ºº arasında geniş bir çalışma sıcaklığı aralığına sahip gerinim ölçer zincirleri elde etmeyi mümkün kılar.
Gerinim ölçerlerin avantajları ve dezavantajları
Gerinim ölçerler, özellikleri nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır:
- gerinim ölçerin incelenen parça ile monolitik bir bağlantısı olasılığı;
- 1-3% hata ile yüksek ölçüm doğruluğu sağlayan ölçüm elemanının küçük kalınlığı;
- hem düz hem de kavisli yüzeylerde sabitleme kolaylığı;
- 50.000 Hz'e kadar frekansla değişen dinamik deformasyonları ölçme yeteneği;
- -240 ila +1100˚С sıcaklık aralığında zorlu çevre koşullarında ölçüm yapma imkanı;
- parçaların birçok noktasında parametreleri aynı anda ölçme imkanı;
- gerinim ölçer sistemlerinden büyük mesafelerde bulunan nesnelerin deformasyonunu ölçme imkanı;
- hareketli (dönen) parçalardaki deformasyonları ölçme yeteneği.
Eksikliklerden not edilmelidir:
- hava koşullarının (sıcaklık ve nem) sensörlerin hassasiyeti üzerindeki etkisi;
- ölçüm elemanlarının direncindeki önemsiz değişiklikler (yaklaşık %1), sinyal yükselticilerinin kullanılmasını gerektirir.
- Gerinim ölçerler yüksek sıcaklıkta veya agresif ortamlarda çalıştığında, onları korumak için özel önlemler gerekir.
Temel bağlantı şemaları
Bunu, gerinim ölçerleri ev veya endüstriyel terazilere bağlama örneğini kullanarak ele alalım. Teraziler için standart bir yük hücresi dört adet çok renkli kabloya sahiptir: iki giriş güç kaynağı (+Ex, -Ex), diğer ikisi ölçüm çıkışlarıdır (+Sig, -Sig). Beş telli seçenekler de vardır, burada ek bir tel, diğerleri için bir ekran görevi görür. Kiriş tipi ağırlık ölçüm sensörünün çalışmasının özü oldukça basittir. Girişlere güç verilir ve çıkışlardan voltaj çıkarılır. Voltaj değeri, ölçüm sensörüne uygulanan yüke bağlıdır.
Ağırlık yük hücresinden ADC ünitesine kadar olan tellerin uzunluğu önemliyse, tellerin direnci terazinin okunmasını etkileyecektir. Bu durumda, ölçüm devresine verilen tellerin direncinden kaynaklanan hatayı düzelterek voltaj düşüşünü telafi eden bir geri besleme devresinin eklenmesi tavsiye edilir. Bu durumda, bağlantı şemasında üç çift kablo olacaktır: güç, ölçüm ve kayıp telafisi.
Gerinim ölçerler için uygulama örnekleri
- tartım elemanı.
- metallerin işlenmesinde baskı preslerinde ve haddehanelerde basınçla gerinim kuvvetlerinin ölçümü.
- bina yapılarının ve yapılarının montajı ve işletimi sırasında gerilme-gerinim durumlarının izlenmesi.
- metalurji işletmeleri için ısıya dayanıklı alaşımlı çelikten yapılmış yüksek sıcaklık sensörleri.
- kimyasal olarak agresif ortamlarda ölçümler için paslanmaz çelik elastik elemanlı.
- petrol ve gaz boru hatlarında basınç ölçümü için.
Gerinim ölçerlerin basitliği, uygunluğu ve üretilebilirliği, hem metrolojik süreçlerde hem de ev aletlerinin ölçüm elemanları olarak günlük yaşamda daha aktif uygulanması için ana faktörlerdir.
Benzer makaleler:
