“准确——国王的礼貌！”在我们这个时代，这种中世纪的法国格言的相关性只会越来越大。为了在生产和日常生活中进行准确的测量计算，越来越多地使用基于应变计的设备。
内容
什么是应变片，应变片有什么用？
张力测量法（来自拉丁语 tensus-stressed）是一种测量被测物体或结构的应力-应变状态的方法和技术。事实是，不可能直接测量机械应力，因此任务是测量物体的变形并使用考虑到材料物理特性的特殊技术计算应力。
应变计的工作基于应变效应——这是固体材料通过各种变形改变其阻力的特性。应变仪传感器是测量固体弹性变形并将其值转换为电信号的设备。当传感器导体在拉伸和压缩时电阻发生变化时，就会发生此过程。它们是测量固体（例如，机器零件、结构、建筑物）变形的仪器中的主要元素。
装置及工作原理
应变仪的基础是配备有固定在测量面板正面的特殊触点的应变仪。在测量过程中，面板的敏感触点与物体接触。它们发生变形，它被测量并转换成电信号传输到应变计测量值的处理和显示元件。
根据功能使用的范围，传感器在测量量的类型和类型上有所不同。一个重要的因素是所需的测量精度。例如，面包房出口处的称重传感器称重传感器绝对不适合电子药品秤，其中每百分之一克都很重要。
让我们更详细地考虑现代应变计的类型和类型。
扭矩传感器
扭矩传感器设计用于测量发动机曲轴或转向柱等系统旋转部件的扭矩。扭矩应变仪可以通过接触或非接触（遥测）方法确定静态和动态扭矩。
梁式、悬臂式和边缘式称重传感器
这些类型的传感器通常基于平行四边形设计，内置弯曲元件，以实现高灵敏度和线性测量。其中的应变片固定在传感器弹性元件的敏感区域，并按照全桥方案连接。
在结构上，梁式称重传感器具有用于不均匀载荷分布和检测压缩和拉伸变形的特殊孔。为了获得最大的效果，应变仪在梁表面的最薄处通过特殊标记严格定向。这种高度准确和可靠的传感器用于在平台秤或料仓秤中创建多传感器测量系统。它们已在称重配料机、松散和液体产品包装机、电缆张力计和其他电力负载计中得到应用。
拉伸和压缩称重传感器
拉伸和压缩称重传感器通常为 S 形，由铝和合金不锈钢制成。专为计量范围为 0.2 至 20 吨的料仓秤和配料机而设计。 S形拉伸和压缩称重传感器可用于电缆、织物和纤维机器，以控制这些材料的拉伸力。
线和箔应变计
金属丝 应变片以小直径线的螺旋形式制成，并用胶水安装在弹性元件或被测部件上。它们的区别在于：
- 易于制造；
- 对应变的线性依赖性；
- 小尺寸和价格。
缺点包括灵敏度低、环境温度和湿度对测量误差的影响、仅在弹性变形领域使用的可能性。
挫败 由于其高计量质量和可制造性，应变计是目前最常见的应变计类型。这要归功于他们制造的光刻技术。先进的技术使得获得具有 0.3 mm 底座的单个应变仪、专用应变仪插座和应变仪链成为可能，其工作温度范围为 -240 至 +1100 ºС，具体取决于测量网格材料的特性。
应变片的优缺点
应变片因其特性而被广泛使用：
- 应变仪与研究部件的整体连接的可能性；
- 测量元件厚度小，测量精度高，误差1-3%；
- 易于在平面和曲面上固定；
- 能够测量以高达 50,000 Hz 的频率变化的动态变形；
- 可以在 -240 至 +1100˚С 的温度范围内的恶劣环境条件下进行测量；
- 在零件的多个点同时测量参数的可能性；
- 测量距离应变仪系统很远的物体变形的可能性；
- 测量运动（旋转）部件变形的能力。
在缺点中，应该指出：
- 天气条件（温度和湿度）对传感器灵敏度的影响；
- 测量元件电阻的微小变化（约 1%）需要使用信号放大器。
- 当应变片在高温或腐蚀性环境中工作时，需要采取特殊措施对其进行保护。
基本接线图
让我们使用将应变计连接到家用或工业秤的示例来考虑这一点。用于秤的标准称重传感器有四根彩色线：两根输入为电源（+Ex、-Ex），另外两根为测量输出（+Sig、-Sig）。还有五根电线的选项，其中一根额外的电线用作所有其他电线的屏幕。横梁式称重传感器的工作原理非常简单。向输入供电，并从输出移除电压。电压值取决于测量传感器上施加的负载。
如果从称重传感器到 ADC 单元的电线长度很大，那么电线本身的电阻会影响秤的读数。在这种情况下，建议添加一个反馈电路，通过校正引入测量电路的导线电阻误差来补偿电压降。在这种情况下，连接图将有三对线：电源线、测量线和损耗补偿线。
应变片的应用示例
- 称重元件。
- 通过冲压机和轧机上的压力测量金属加工过程中的应变力。
- 监测建筑结构和结构在其安装和运行过程中的应力应变状态。
- 冶金企业用耐热合金钢制成的高温传感器。
- 带有不锈钢弹性元件，用于在化学腐蚀性环境中进行测量。
- 用于石油和天然气管道中的压力测量。
应变计的简单性、便利性和可制造性是其进一步积极实施的主要因素，无论是在计量过程中还是在日常生活中作为家用电器的测量元件。
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