“准确是君子之礼！”如今，这种中世纪法国格言的相关性只会越来越大。基于应变计的仪器越来越多地用于生产和日常生活中的精确测量计算。
内容
什么是应变片，应变片有什么用？
应变计（源自拉丁语 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。
应变仪是基于应变效应，这是固体材料在不同变形下改变其阻力的特性。应变仪是测量固体弹性变形并将其值转换为电信号的设备。当传感器导体的电阻在拉伸和压缩时发生变化时，就会发生此过程。它们是用于测量固体应变的设备（例如机器零件、结构、建筑物）中的核心元件。
设计和工作原理
应变片由一个应变片组成，配有特殊触点，固定在测量面板的前部。在测量过程中，面板的敏感触点会接触到物体。它们发生变形，将其测量并转换成电信号传输到应变仪传感器的测量值的处理和显示元件。
根据功能使用范围，传感器的测量值类型和类型都不同。一个重要的因素是所需的测量精度。例如，面包店出口处的汽车衡称重传感器绝对无法与电子药房秤相媲美，后者每百分之一克都很重要。
让我们仔细看看现代应变计的种类和种类。
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。扭矩传感器可以以接触或非接触（遥测）方式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具有集成弯曲元件的平行四边形设计，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部位上，并按全桥方案连接。
在结构上，梁应变计具有特殊的孔，用于不均匀的载荷分布和检测压缩和拉伸应变。为获得最大效果，应变仪通过特殊标记严格定位在梁表面最薄处。这种类型的高精度和可靠的传感器用于在平台秤或料斗秤中创建多传感器测量系统。他们还发现它们在重量配料机、散装和液体产品包装机、电缆张力计和其他力载荷计中的应用。
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，由铝和不锈钢制成。专为计量范围为 0.2 至 20 吨的料斗秤和秤而设计。 S 形拉伸和压缩称重传感器可用于生产电缆、织物和纤维的机器，以控制这些材料的拉伸力。
线和箔应变计
有线 应变片制成螺旋形的小直径线材，并通过粘合剂连接到弹性元件或待测部件上。它们的特点是：
- 易于制造；
- 对应变的线性依赖性；
- 小尺寸和价格。
缺点是灵敏度低，环境温度和湿度对测量误差的影响，只能在弹性变形领域应用的可能性。
挫败 应变计是目前最常见的应变计类型，因为它们具有较高的计量质量和可制造性。由于其生产的光刻技术，这变得可用。先进的技术可以生产具有 0.3 mm 底座的单个应变片、专用应变片插座和应变片链，其工作温度范围从 -240 到 +1100 ºС，具体取决于测量材料的特性格子。
称重传感器的优缺点
应变计因其特性而被广泛使用：
- 应变片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，误差为 1-3%；
- 安装方便，无论是在平面还是曲线表面上；
- 能够测量频率高达 50000 Hz 的动态变形；
- 可在 -240 至 +1100˚C 温度范围内的恶劣环境条件下进行测量；
- 可以同时测量零件多个点的参数；
- 测量距离应变测量系统很远的物体变形的可能性；
- 测量运动（旋转）部件变形的可能性。
应该注意的缺点：
- 气象条件（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，需要对其采取特殊的保护措施。
基本连接图
让我们考虑一个应变计连接到家用或工业秤的例子。秤的标准称重传感器有四种不同颜色的电线：两个输入是电源（+Ex，-Ex），另外两个是测量输出（+Sig，-Sig）。还有五根线的变体，其中一根附加线用作所有其他线的屏蔽。梁式称重传感器的本质很简单。电源应用于输入，电压取自输出。电压的大小取决于施加在测量传感器上的负载。
如果从称重传感器到 ADC 单元的电线长度很大，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，该电路通过校正导线电阻的误差来补偿电压降，并将其引入测量电路。在这种情况下，接线图将有三对线：电源线、测量线和损耗补偿线。
使用应变片传感器的示例
- 天平结构中的一个组成部分。
- 在锻压机和轧机上测量金属成形过程中的变形力。
- 监测建筑结构和施工在其安装和运行过程中的应力应变状态。
- 冶金厂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。
称重传感器的简单性、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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