Тензодатчик: принцип работы и подключение тензометрического датчика

4) Проверка тензодатчика в нагруженном состоянии.

Для данного теста тензодатчик должен быть подключен к весовому индикатору или к прибору со стабильным источником питания от 5Vдо 12V. С помощью милливольтметра, подключенного к выходу тензодатчика, нагружают датчик и фиксируют показания выходного сигнала, при снятии нагрузки показания выходного сигнала должны вернуться к исходным. При проведении данного теста необходимо проводить несколько циклов нагружения-разгружения тензодатчика различным весом, но не менее 50% от НПВ датчика. Также необходимо удержание веса не менее 30 мин. в каждом из циклов и анализ изменения показаний в течении данного периода времени. В случае если при проведении теста показания будут отличаться от значения постоянно прикладываемой нагрузки, а также не будут возвращаться к исходным значениям, можно судить о нарушении контакта в клеевом слое между тензорезисторами и упругим элементом. Такой тензодатчик требует замены.

Виды тензодатчиков

Существуют различные виды тензодатчиков

. Одноточечные датчики, преобразуют механическую деформацию изгиба, в сигнал, который пропорционален, этой деформации. Тензоризисторные, консольные датчики, преобразуют механическую деформацию сдвига, в электрический сигнал, пропорциональный степени этой деформации. Они, представляют, из себя, консольную балку. S-образные датчики, преобразуют в электрический сигнал, механическое усилие, сжатия или растяжения, направленное вдоль оси датчика.

Параметры сигнала, соответствуют величине, приложенной к объекту исследования, силы. Цилиндрические тензорезисторные датчики, осуществляют, преобразование усилия сжатия, в электрический сигнал, пропорциональный энергии сжатия. Эти датчики, в различных источниках, также, называются – шайбами или бочками. Существует ряд направлений, для применения тензорезисторных датчиков. Они используются, для исследования напряжений в строительных конструкциях.

Привариваемые датчики, служат, для контроля за металлическими составляющими, зданий и сооружений. Датчик крепится к объекту исследования, методом точечной сварки. Для защиты, от неблагоприятных факторов внешней среды, он защищается, слоем гарметика. Для защиты от случайного механического разрушения, сверху его прикрывают, металлическим кожухом. В случае невозможности использования, сварки, могут использоваться привинчивающиеся датчики. Также, возможно крепление, с помощью специального клея, на каменные, бетонные, кирпичные и другие подобные поверхности. Тензометрические датчики, используются во всех типах электронных весов, например на бетонных заводах. В зависимости от конструктивных особенностей и характера, решаемых оборудованием задач, могут применяться все типы датчиков. Используются тензодатчики, также, в системах пожарной и охранной сигнализации и контроля доступа. Датчики измерения моментов, используются в строительной технике, автомобилестроении, на железнодорожном транспорте и в авиации. Для осуществления контроля, за износом оборудования, тензорезисторные датчики служат в машиностроении, металлообработке, сталелитейной промышленности. Датчики S-образного типа, широко применяются в такелажном оборудовании. Они крепятся на металлические тросы, для определения, степени приближения к опасным перегрузкам. Для работ связанных с измерением механических нагрузок, в условиях повышенных или пониженных температур, используются специальные типы тензодатчиков. Они проходят специальную калибровку, позволяющую учитывать, изменение сопротивления датчика, связанного с изменением температуры и отфильтровывать эти помехи, от истинного сигнала. При работе датчиков при особо высоких температурах или в агрессивных средах, датчики оборудуются защитой. Используются датчики, также, при проведении, неразрушающего контроля за различными изделиями. Высокая точность измерений и низкая себестоимость тензодатчиков, позволяет широко использовать их в космической технике, для оснащения разгонных блоков, ракет-носителей. Небольшая масса тензодатчиков и возможность их установки в труднодоступных местах, позволяет использовать их, также, для оборудования пилотируемых и беспилотных космических кораблей.

Индуктивные тензометры

В настоящее время выпускаются индуктивные тензометры
двух видов. Первый – это тензометры с опорными призмами и регулируемой базой.
Второй – с ножевыми опорами для работы с изделиями стержневого вида. В обеих
чувствительным элементом служит катушка индуктивности с подвижным сердечником.

Катушка индуктивности закрепляется неподвижно на
объекте. Подвижный сердечник соединен с ним через подвижную призму или нож и
изменяет свое положение под воздействием деформирующей
силы. Это перемещение приводит к изменению индуктивности или взаимоиндуктивности
катушки. Зависимость электрических параметров катушки индуктивности от
положения ее подвижного элемента положено в основу работы тензометров этого
типа.

Ремонт электронных весов своими руками

Изделия на основе датчиков напряжения являются более прогрессивными. Материал корпуса Производители при выпуске электронных весов придают особое значение корпусу, так как в случае его деформации устройство не подлежит ремонту. Платформа весов оборудована специальными рамами, которые реагируют на любое движение или действие. В основном для изготовления корпуса используют такие материалы, как пластик, металл или стекло.

Очень часто бывает что в процессе эксплуатации обривается проводок идущий к плате, или же он как бы еще на своем месте но уже от гнил, нужно легонько попробовать надежность их соединения.

Так как газоразрядные индикаторы выпускают в России, то их стоимость невысокая, при этом они горят ярко и работают независимо от температурных условий. Иными словами, когда человек встает на весы или кладет туда что-либо, рамы незаметно для человеческого глаза деформируются и показывают значение.

Чтобы полученные данные обрели необходимый формат, к тензодатчику веса подключаются дополнительные устройства.

Практически во всех моделях она находится в нижней части грузовой платформы, но есть и исключения — клавиатура смонтирована вместе с дисплеем.

Рычажная система весов.

Форма и материал жесткость тензопластины подобраны так, чтобы деформация была исключительно упругого типа. Ремонт весов CAS HB(HD): нестабильные показания веса, плывет нуль.

Какие применяются тензометрические датчики

Больше всего распространены типы тензометрических датчиков с изменением активного сопротивления при механическом воздействии — тензорезисторы. Проволочные тензорезисторы Наиболее простым примером является прямолинейный отрезок тонкой проволоки, который крепят на исследуемой детали. Его сопротивление составляет: r = pL/s, где p — удельное сопротивление, L — длина, s — площадь сечения. Вместе с деталью упруго деформируется наклеенная проволока. При этом меняются ее геометрические размеры.

При сжатии поперечное сечение проводника увеличивается, а при растяжении — уменьшается. Поэтому изменение сопротивления меняет знак в зависимости от направления деформации. Характеристика является линейной. Низкая чувствительность тензорезистора привела к необходимости увеличения длины проволоки на небольшом участке измерения. Для этого его делают в виде спирали ( решетки) из проволоки, оклеенной с обеих сторон пластинками изоляции из пленки лака или бумаги.

Для подключения к электрической цепи устройство снабжено двумя медными выводными проводниками. Они привариваются или припаиваются к концам проволочной спирали и достаточно прочны, чтобы подключиться к электрической схеме. Тензорезистор крепится на упругом элементе или исследуемой детали с помощью клея.

Проволочные тензодатчики имеют следующие достоинства:

простота конструкции;
линейная зависимость от деформации;
небольшие размеры;
малая цена.

К недостаткам относятся низкая чувствительность, влияние температуры среды, потребность в защите от влаги, применение только в области упругих деформаций. Проволока будет деформироваться в том случае, когда сила сцепления с ней клея значительно превосходит усилия, требуемые для ее растяжения. Отношение поверхности склеивания к площади поперечного сечения должно быть 160 к 200, что соответствует ее диаметру 0,02—0,025 мм. Допускается его увеличение до 0,05 мм. Тогда при нормальной работе тензорезистора клеевой слой не разрушится. Кроме того, датчик хорошо работает на сжатие, поскольку нити из проволоки составляют одно целое с пленкой клея и деталью.

Тензодатчики из фольги

Параметры и принцип действия фольгового тензодатчика те же самые, что и у проволочных. Только материалом является фольга из нихрома, константана или титан-алюминия. Технология изготовления методом фотолитографии позволяет получить сложную конфигурацию решетки и автоматизировать процесс.

По сравнению с проволочными, фольговые тензометрические датчики более чувствительны, пропускают больший ток, лучше передают деформацию, имеют более прочные выводы и сложней рисунок.

Полупроводниковые тензодатчики

Чувствительность датчиков приблизительно в 100 раз выше проволочных, что позволяет часто применять их без усилителей. Недостатками являются хрупкость, большая зависимость от окружающей температуры и значительный разброс параметров.

Схема подключения

Как работает тензодатчик мы разобрались. Теперь следует ознакомиться со схемой подключения. Блок схема устройства, которое считывает сигнал, изображена на рисунке ниже. На ней вы видите один из вариантов усиления и преобразования сигнала с датчика.

Если рассмотреть тензорезистивный датчик, то реально он представляет собой мост из резисторов, включённый следующим образом. Такая схема включения называется «Мост Уинстона» или измерительный мост.

Для его работы недостаточно подключить лишь сигнальные провода, нужны еще и провода питания. В некоторых сложных системах могут подключаться еще и провода для термостабилизации или других функций.

На видео подробно рассказывается, что собой представляют тензометрические датчики и как они работают:

Современные тензометрические датчики в зависимости от своего назначения могут использоваться в установках для измерения от долей грамм до сотен тон. Соответственно для каждого диапазона весов подбираются тензодатчки определённой конструкции и типа чувствительного элемента. Кроме измеряемых весов немаловажную роль в выборе контрольно-измерительной аппаратуры играет и условия, в которых они будт работать, а также требуемый класс точности.

Материалы по теме:

Примеры использования тензометрических датчиков

элемент конструкции весов.
измерение усилий деформации при обработке металлов давлением на штамповочных прессах и прокатных станах.
мониторинг напряженно-деформационных состояний строительных конструкций и сооружений при их возведении и эксплуатации.
высокотемпературные датчики из жаропрочной легированной стали для металлургических предприятий.
с упругим элементом из нержавеющей стали для измерений в химически агрессивной среде.
для измерения давления в нефте и газопроводах.

Простота, удобство и технологичность тензодатчиков – основные факторы для дальнейшего активного их внедрения, как в метрологические процессы, так и использования в повседневной жизни в качестве измерительных элементов бытовой техники.

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и видыЧто такое электроконтактный манометр, назначение, принцип работы, схема подключения и обзор популярных моделейЧем отличаются и где используются постоянный и переменный токЧто такое активная и реактивная мощность переменного электрического тока?Как установить и настроить спутниковую антенну самостоятельно?Для чего нужен пирометр и как измерять температуру бесконтактным методомЧто такое нихромовая проволока, её свойства и область примененияЧто означает степень защиты IP — расшифровка, таблица, примеры использования

Во многих отраслях промышленности необходимо измерение размера деформации. Для таких целей применяется тензодатчик давления, который помогает преобразовать уровень деформации в определенную величину. Благодаря этому можно определить её значение.

Принцип работы

В большинстве случаев тензодатчик функционирует не от одного тензорезистора, а включает в себя мостовую измерительную схему. Такой принцип получил название моста Уитстона и реализуется следующим образом (рисунок 2):

Рис. 2. Принцип действия тензодатчика

Как видите на рисунке, в плечи моста включены четыре тензорезистора, которые расположены на гибкой подложке, что обеспечивает им упругую деформацию в ходе измерений. Все резистивные элементы тензодатчика подбираются равнозначными, что обеспечивает на выходе в состоянии покоя нулевое значение разности потенциалов в точках + S и – S. Это обозначает, что в ненагруженном идеальном тензодатчике не будет протекать ток в выходной цепи измерительного прибора. В реальном устройстве, все равно существует токовая нагрузка из-за конструктивных отличий резистивных деталей, температурных колебаний.

Как только к измерительному органу прибора будет приложена механическая нагрузка, гибкое основание деформируется, от чего изменятся рабочие параметры всех резисторов в цепи моста тензодатчика. В большинстве случаев попарно происходит сжатие и растяжение тензорезисторов (рисунок 3):

Рис. 3. Воздействие нагрузки на тензодатчик

Как видите, на рисунке два резистора сжимаются, а другие два растягиваются, в результате чего происходит искажение моста. Электрическая цепь выходит из равновесия и через выход тензодатчика начинает протекать электрический ток. О чем будет свидетельствовать отклонение стрелки гальванометра или дисплей оборудования, реагирующий на изменение разности потенциалов. Как только нагрузка перестанет воздействовать на тензодатчик, гибкая пластина вернется в исходное состояние, а измерительный мост снова перейдет в состояние равновесия.

На данном примере мы рассмотрели простейший вариант четырехпроводного тензометрического датчика. Но на практике также используются пяти и шестипроводные весоизмерительные сенсоры, что обусловлено типом конкретного устройства.

Сферы применения

Кроме определения удлинений, которые вызываются действием внешних нагрузок на конструктивные части оборудования, тензометрические датчики могут применяться для измерения собственных (остаточных) напряжений в момент их релаксации, это явление происходит при высверливании или разрезке некоторых конструктивных деталей и узлов.

Тонкопленочные датчики давления, которые изготавливаются путем осаждения из паровой фазы или распыления, используются для определения усилий, напряжений, крутящих моментов и деформаций в изоляционных элементах, которые размещаются непосредственно на полированных мембранах. Для калибровки резистивных элементов используется лазерная подгонка, повышающая точность замеров. Диффузионные полупроводниковые датчики давления могут проникать в кремниевую чувствительную к давлению диафрагму, и не связаны со свойствами поверхности. Это позволяет использовать их в технологиях миниатюрного тензометрирования.

Технология тонких пленок считается более современной и обеспечивает превосходную стабильность при нулевом температурном режиме и полной чувствительности, а также высокую долговечность.

Часто применяемые условия для использования тензодатчиков перечислены далее.

Измерение веса

Необходимо в системах напольного типа, при помощи которых определяют массу груза. Характеризуются минимальными требованиями к точности монтажа и наладки.

Измерение давления

Используется в технологических линиях обработки металлов давлением. Одновременно производится также измерение рабочих сил и упругих деформаций. Датчики снабжаются силоизмерительным устройством с цифровой индикацией.

Определение ускорения

Иногда используется в экспериментальных лабораториях, где занимаются проектированием и испытаниями высокоскоростной рельсовой и безрельсовой техники.

Контроль перемещения

Самые распространенные отрасли применения – сейсмологические станции и фундаменты высокоточного массивного оборудования, преимущественно энергетического.

Технические особенности

Даже при внушительном разнообразии различных моделей тензометрических датчиков, у них есть технические особенности, объединяющие между собой все разновидности устройств. В первую очередь речь о погрешности результатов замер, которая в той или иной степени присуща любому типу весовых тензодатчиков. Тем не менее, в самых современных устройствах для измерения веса устанавливаются электронные модели, которые отличаются повышенной точностью замер степени деформации. Такие устройства относятся к классу С3, который предлагает возможность проведения измерения с погрешностью всего в 0.02 %. Ещё одной интересной деталью функционала тензометрических датчиков является возможность измерительного устройства с несколькими датчиками сохранять свою работоспособность, если один из них выйдет из строя.

Отдельно стоит подчеркнуть и материалы, из которых выполнены компоненты тензодатчиков. Чаще всего в эксплуатации встречаются изделия на основе легированной стали или алюминия, благодаря которым датчики обладают отличной долговечностью. Для весов, используемых в пищевой промышленности, принято применять датчики из нержавеющей стали, которые отличаются высокой устойчивостью к коррозии и защитой от влаги уровня IP68.

Принцип работы тензодатчиков

Выбрать тензометрический датчик

Как и у любого другого точного прибора, у тензодатчиков веса есть ряд важных технических и пользовательских критериев, которые должны соблюдаться покупателем, который хочет правильно подобрать себе это устройство:

Материал. Основная роль материала, из которого изготовлен корпус и компоненты датчика, сводится к его долговечности и способности выдерживать механические нагрузки. Большинство разновидностей устройств сделано из стали, будь то легированной или нержавеющей. Исключение составляют недорогие одноточечные классы тензодатчиков, которые производятся из алюминия, что не убавляет их технических качеств. Тем не менее, тот или иной вид материала имеет влияние на итоговую стоимость устройства.
Схема подключения тензометрического датчика. Тут выбирать придется между четырех- и шестижильной схема подключения датчика. Как правило, последняя требуется в случае, если установка устройства происходит на измерительный прибор с большим количество смежных датчиков, чей уровень сопротивления заметно отличается от устанавливаемой модели.
Наибольший предел измерения

Самое важное, что нужно знать об этом критерии — он определяет механическую прочность и грузоподъемность весов под управлением тензометрического датчика. Если замеряемый груз серьезно превышает НПИ, есть риск порчи и деформации самого датчика. Потому следует учитывать то, для каких целей собираются конкретные весы и какие предметы будут проходить замеры на них.
Класс точности измерения

Этот параметр обозначается буквами латинского алфавита и цифрами от D1 до С6. Большинство востребованных тензодатчиков обладают погрешностью в пределах указанных классов. При этом, самым распространенным классом является С3, в который входит большинство доступных измерительных устройств.
Способ закрепления. По этому критерию выбор довольно разнообразен и должен опираться на удобство пользователя. Среди вариантов есть датчики с фланцевым, линейным и боковым фиксациями. Также возможна установка тензодатчиков через внутреннюю или внешнюю резьбу, в зависимости от того, что позволяет конструкция устройства, в которому он крепится.
Тип защиты корпуса от вредных воздействий окружающей среды. Если измерительному прибору предстоит работать в экстремальных условиях или в иной среде, наполненной агрессивными факторами, стоит позаботиться о наличии соответствующей защиты на тензодатчике. Например, подбирать устройство с устойчивостью к химическому воздействию, перепаду температур, грязи и пыли, электромагнитного воздействия и так далее.
Номинальный выходной сигнал выражается в mV/V. Именно этот сигнал посылается и преобразуется тензодатчиком в момент, когда происходят замеры груза и его деформации.
Гистерезис является максимальным показателем разницы между значениями измерения одной нагрузки при ее увеличении с нуля и отклонении от номинального уровня.

Потому следует учитывать то, для каких целей собираются конкретные весы и какие предметы будут проходить замеры на них.
Класс точности измерения. Этот параметр обозначается буквами латинского алфавита и цифрами от D1 до С6. Большинство востребованных тензодатчиков обладают погрешностью в пределах указанных классов. При этом, самым распространенным классом является С3, в который входит большинство доступных измерительных устройств.
Способ закрепления. По этому критерию выбор довольно разнообразен и должен опираться на удобство пользователя. Среди вариантов есть датчики с фланцевым, линейным и боковым фиксациями. Также возможна установка тензодатчиков через внутреннюю или внешнюю резьбу, в зависимости от того, что позволяет конструкция устройства, в которому он крепится.
Тип защиты корпуса от вредных воздействий окружающей среды. Если измерительному прибору предстоит работать в экстремальных условиях или в иной среде, наполненной агрессивными факторами, стоит позаботиться о наличии соответствующей защиты на тензодатчике. Например, подбирать устройство с устойчивостью к химическому воздействию, перепаду температур, грязи и пыли, электромагнитного воздействия и так далее.
Номинальный выходной сигнал выражается в mV/V. Именно этот сигнал посылается и преобразуется тензодатчиком в момент, когда происходят замеры груза и его деформации.
Гистерезис является максимальным показателем разницы между значениями измерения одной нагрузки при ее увеличении с нуля и отклонении от номинального уровня.

Таким образом, выбор тензодатчика веса требует тщательного изучения его технических параметров и понимания принципов работы устройства, чтобы иметь представления о том, какие показатели обладают наибольшей важностью и при отборе

Описание

Принцип действия устройств основан на преобразовании деформации упругих элементов весоизмерительных датчиков (далее — датчиков), возникающей под действием силы тяжести взвешиваемого груза в аналоговый электрический сигнал, изменяющийся пропорционально его массе. Аналоговый электрический сигнал датчика преобразуется и обрабатывается аналого-цифровым преобразователем, расположенным в корпусе преобразователя весоизмерительного ТВ (далее — преобразователь) или самого датчика. Результаты взвешивания выводятся на табло индикации, расположенное на самом преобразователе и могут быть переданы через выходной разъем для связи с внешними электронными устройствами.

Конструктивно устройства состоят из одного или нескольких узлов встройки, выполненных на базе датчиков в комплекте с установочной оснасткой, соединительной коробки (при необходимости), кабеля питания и связи и преобразователя.

Соединительная коробка представляет собой контейнер из ударопрочного пластика и предназначена для параллельного соединения проводов кабеля датчика. Коробка общим кабелем соединена с преобразователем.

Преобразователь выполнен в виде прямоугольного герметичного контейнера. Для удобства монтажа преобразователя на задней панели предусмотрены крепежные резьбовые отверстия.

В устройствах используются датчики весоизмерительные М (Госреестр № 53673-13), С и Н (Госреестр № 53636-13), Т (Госреестр № 53838-13), МВ (Госреестр № 53637-13), МВ150 (Госреестр № 44780-10), МК2 (государственный реестр СИ № 55199-13), Н2 и Н11 (Госреестр № 55200-13) и преобразователи ТВ (все — производства ЗАО «Весоизмерительная компания «Тензо-М»). Внешний вид преобразователей представлен на рис. 1 — 12, датчиков на рис. 13 — 27.

Устройства выполняют следующие сервисные функции:

— полуавтоматическая установка нуля;

— сигнализация о перегрузке;

— предварительное задание массы тары;

— уравновешивание тары.

В зависимости от типа преобразователя устройства выполняют следующие сервисные функции:

— задание массы порции взвешиваемого продукта,

— подача звукового сигнала при достижении заданной массы,

— индикация общего количества взвешиваний,

— индикация массы нетто и брутто и т.д.

Устройства выпускаются в модификациях, отличающихся метрологическими характеристиками, конструктивными особенностями и имеют обозначение:

ТВЭУ-Н-N, где:

ТВЭУ — обозначение типа устройств,

Н — максимальная нагрузка устройства в тоннах,

N — количество узлов встройки (датчиков с установочной оснасткой) (от 1 до 10 в зависимости от типа преобразователя).

Тип преобразователя, а также тип датчика(датчиков) и руководстве по эксплуатации в разделе «Сведения о приемке».

На маркировочной табличке указывают:

— наименование предприятия-изготовителя;

— обозначение устройства в виде ТВЭУ-Н-N,

— заводской номер;

— значение минимальной нагрузки в виде Мт=……;

— значение максимальной нагрузки в виде Мах=……;

— действительная цена деления d в виде d=………;

— год выпуска;

— знак утверждения типа.

Лист № 2 Всего листов 9 их количество указываются в

Рисунок 7 — Внешний вид Рисунок 8 — Внешний вид преобразователя ТВ-006С преобразователя ТВИ-003/05Д

Рисунок 10 — Внешний вид Рисунок 11 — Внешний вид Рисунок 12 — Внешний вид преобразователя ТВИ-024 преобразователя ТВИ-025 преобразователя ТВ-015

Рисунок 25 — Внешний Рисунок 26 — Внеш- Рисунок 27 — Внешний Рисунок 28 — Внешний вид вид датчиков Т60АМ1 и ний вид датчика МК2 вид датчика Н2 датчика Н11

Т60АМ2

Как подключить

Сферы применения

Часто применяемые условия для использования тензодатчиков перечислены далее.

Измерение веса

Измерение давления

Определение ускорения

Контроль перемещения

Применение тензорезисторов

Изменение сопротивления тензорезистора при деформации определяется следующим выражением:

, где R – изменение сопротивления тензорезистора при деформации, Ом; R – сопротивление тензорезистора при отсутствии воздействия, Ом; K – коэффициент тензочувствительности тензорезистора; – относительная деформация.

Относительная деформация определяется как:

, где L – изменение размера тела под действием деформации, мм; Lo – начальный размер тела, мм.

Формула для расчета изменения сопротивления тензорезистора прием вид:

Для металлов коэффициент тензочувствительности равен 0,8…5,5.

Изменение сопротивления тензорезистора при деформации очень мало. Например, изменение сопротивления тензорезистора при измерении деформации стального стержня поперечным диаметром 10 мм, длиной 100 мм при нагрузке 10 кН с номинальным сопротивлением 150 Ом будет равно 0,048 Ом.

Измерить такие маленькие значения сопротивления непосредственным измерением проблематично. Поэтому в схемах измерения деформация применяют специальный усилитель – мост Уитстона.

Мост Уитстона представляет состоит из четырех резисторов R1…4. В данном случае R1 представляет собой тензорезистор. Напряжение питания подводится к вершинам моста. На противоположных вершинах измеряют напряжение (резистор Rн).

Мост уравновешен, когда напряжение на выходе Uвых=0. Это достигается при выполнении условия:

R1/R2 = R4/R3

Путем подбора номинала резисторов можно добиться равновесия моста.

Если номинальное сопротивление резисторов одинаковы R1=R2=R3=R4, то изменение выходного напряжения будет пропорционально изменению деформации тензорезистора будет определяться формулой:

Если в плечи моста включить два тензорезистора то такой мост будет называться полумостом:

Формула для схемы включения в противоположные плечи (левая схема):

Формула для схемы включения в соседние плечи (правая схема):

Если в плечи моста включить тензорезисторы то такой мост будет называться полным мостом:

Формула для схемы включения тензорезисторов в полный мост:

Пример базовой схемы подключения тензорезисторов к АЦП AD7788 показан на рисунке:

Тензорезисторы широко применяются в весоизмерительной технике: бытовые весы, автомобильные, железнодорожные.

Тензорезисторы используются в датчиках контроля деформации зданий и сооружений.

В датчиках измерения давления также применяют тензорезисторы.

Чувствительным элементов датчика давления является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами. Пластина прочно соединена с чувствительной мембраной. Давление среды воздействует на мембранный разделитель. При деформации мембранного разделителя разделительная жидкость (кремнийорганическая) воздействует на чувствительный элемент.

Типы тензодатчиков

Тензодатчики различаются по размеру, форме, применению и принципу работы. Самый простой способ классифицировать тензодатчики, по принципу работы. Исходя из этого, почти все тензодатчики подпадают под одну из трех следующих категорий.

Гидравлические тензодатчики
Пневматические тензодатчики
Тензодатчики нагрузки

Гидравлические тензодатчики измеряют механическую силу, воспринимая тягу, приложенную к жидкости. У них типичная конфигурация поршня и цилиндра, в которой жидкость хранится между двумя поршнями. Один из поршней неподвижен. Другой поршень перемещается при приложении давления или силы тяги. Движение поршня вызывает изменение давления внутри трубки Бурдона, которое измеряется манометром. Эти типы тензодатчиков обычно являются аналоговыми.

Пневматические тензодатчики измеряют механическую силу, измеряя давление воздуха или газа. Они имеют аналогичную цилиндрическую конструкцию, в которой цилиндр заполнен воздухом или газом, а подвижный поршень расположен в верхней части тензодатчика. Когда давление воздействует на поршень, давление воздуха внутри цилиндра изменяется, что приводит к выходу воздуха из сопла в нижней части цилиндра. Давление выходящего воздуха/газа измеряется манометром внутри тензодатчика.

Тензодатчики измеряют механическую силу, определяя деформацию одного или нескольких тензодатчиков внутри тензодатчика. Тензометрические тензодатчики являются наиболее распространенным типом тензодатчиков. Они бывают разных форм и конфигураций. Например, тензодатчик стержневого типа имеет четыре тензодатчика; по два на каждом конце стержня. Тензодатчик расположен Z-образно между двумя платформами на весах. Тензодатчик изгибается из-за приложенной силы, когда на перекладину (верхнюю платформу) помещается некоторый вес. Два тензорезистора в стержне измеряют растяжение, а два измеряют сжатие, чтобы определить результирующую деформацию изгиба. Датчики нагрузки на стержни также называются датчиками нагрузки на изгиб балки.