“準確——國王的禮貌！”在我們這個時代，這種中世紀的法國格言的相關性只會越來越大。為了在生產和日常生活中進行準確的測量計算，越來越多地使用基於應變計的設備。
內容
什麼是應變片，應變片有什麼用？
張力測量法（來自拉丁語 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。
應變計的工作基於應變效應——這是固體材料通過各種變形改變其阻力的特性。應變儀傳感器是測量固體彈性變形並將其值轉換為電信號的設備。當傳感器導體在拉伸和壓縮時電阻發生變化時，就會發生此過程。它們是測量固體（例如，機器零件、結構、建築物）變形的儀器中的主要元素。
裝置及工作原理
應變儀的基礎是配備有固定在測量面板正面的特殊觸點的應變儀。在測量過程中，面板的敏感觸點與物體接觸。它們發生變形，它被測量並轉換成電信號傳輸到應變計測量值的處理和顯示元件。
根據功能使用範圍的不同，傳感器在測量量的類型和類型上有所不同。一個重要的因素是所需的測量精度。例如，麵包房出口處的稱重傳感器稱重傳感器絕對不適合電子藥品秤，其中每百分之一克都很重要。
讓我們更詳細地考慮現代應變計的類型和類型。
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。扭矩應變儀可以通過接觸或非接觸（遙測）方法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平行四邊形設計，內置彎曲元件，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區域，並按照全橋方案連接。
在結構上，樑式稱重傳感器具有用於不均勻載荷分佈和檢測壓縮和拉伸變形的特殊孔。為了獲得最大的效果，應變儀在梁表面的最薄處通過特殊標記嚴格定向。這種高度準確和可靠的傳感器用於在平台秤或料倉秤中創建多傳感器測量系統。它們已在稱重配料機、鬆散和液體產品包裝機、電纜張力計和其他電力負載計中得到應用。
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，由鋁和合金不銹鋼製成。專為計量範圍為 0.2 至 20 噸的料倉秤和配料機而設計。 S形拉伸和壓縮稱重傳感器可用於電纜、織物和纖維機器，以控制這些材料的拉伸力。
線和箔應變計
金屬絲 應變片以小直徑線的螺旋形式製成，並用膠水安裝在彈性元件或被測部件上。它們的區別在於：
- 易於製造；
- 對應變的線性依賴性；
- 小尺寸和價格。
缺點包括靈敏度低、環境溫度和濕度對測量誤差的影響、僅在彈性變形領域使用的可能性。
挫敗 由於其高計量質量和可製造性，應變計是目前最常見的應變計類型。這要歸功於他們製造的光刻技術。先進的技術使得獲得具有 0.3 mm 底座的單個應變儀、專用應變儀插座和應變儀鏈成為可能，其工作溫度範圍為 -240 至 +1100 ºС，具體取決於測量網格材料的特性。
應變片的優缺點
應變計因其特性而被廣泛使用：
- 應變儀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1-3%；
- 易於在平面和曲面上固定；
- 能夠測量以高達 50,000 Hz 的頻率變化的動態變形；
- 可以在 -240 至 +1100˚С 的溫度範圍內的惡劣環境條件下進行測量；
- 在零件的多個點同時測量參數的可能性；
- 測量距離應變儀系統很遠的物體變形的可能性；
- 測量運動（旋轉）部件變形的能力。
在缺點中，應該指出：
- 天氣條件（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，需要採取特殊措施對其進行保護。
基本接線圖
讓我們使用將應變計連接到家用或工業秤的示例來考慮這一點。用於秤的標準稱重傳感器有四根多色線：兩根輸入為電源（+Ex、-Ex），另外兩根為測量輸出（+Sig、-Sig）。還有五根電線的選項，其中一根額外的電線用作所有其他電線的屏幕。橫樑式稱重傳感器的工作原理非常簡單。向輸入供電，並從輸出移除電壓。電壓值取決於測量傳感器上施加的負載。
如果從稱重傳感器到 ADC 單元的電線長度很大，那麼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，通過校正引入測量電路的導線電阻誤差來補償電壓降。在這種情況下，連接圖將有三對線：電源線、測量線和損耗補償線。
應變片的應用示例
- 稱重元件。
- 在沖壓機和軋機上通過壓力測量金屬加工過程中的應變力。
- 監測建築結構和結構在其安裝和運行過程中的應力應變狀態。
- 冶金企業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。
應變計的簡單性、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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