Весы-онлайн - магазин весовых индикаторов ВЕСЫ-ОНЛАЙН (812) 449-26-82 Симметрон Симметрон
Датчики веса
Контрольно-измерительные приборы
Аксессуары
  • Большой выбор весовых индикаторов,
  • On-line консультанты,
  • Быстрая доставка

5.0. Как выбрать тензорезистор.  Примеры.

В этом разделе приведено три примера использования процедуры выбора тензорезисторов для характерных задач анализа напряжений. Сделана попытка показать основные причины, приведшие к тому или иному выбору. Следует, впрочем, заметить, что опытный инженер, специализирующийся на подобных измерениях, скорее всего не будет в точности следовать пошаговой процедуре, приведенной на данных примерах. Вместо этого, одновременно помня об условиях, в которых будут проводиться испытания, ограничениях по монтажу тензорезистора и требованиях к испытаниям, инженер просмотрит наш справочник и быстро выделит наиболее подходящие варианты среди доступных комбинаций серий и конфигураций решеток тензорезисторов приемлемого размера. Критерии выбора затем уточняются в соответствии с конкретной задачей измерения напряжений, позволяя выбрать тензорезистор или тензорезисторы, подходящие для программы испытаний. Специалист сделает это либо следуя формальной процедуре, либо иным образом, используя критерии, подобные перечисленным в приведённой выше контрольной таблице.

A. Изучение конструкции сосуда высокого давления

Допустим, что необходимо измерить напряжения на пропорционально уменьшенной пластиковой модели сосуда высокого давления. Модель будет испытываться при комнатной или незначительно отличающейся от неё температуре. Хотя для проведения всех испытаний может потребоваться несколько месяцев, время проведения индивидуальных тестов не будет превышать нескольких часов.
Выбор тензорезистора:

1. Длина активной измерительной решетки тензорезистора — чтобы минимизировать проблемы с рассеянием тепла, возникающие из-за низкой теплопроводности пластика, следует избегать очень малой длины. Модель довольно большая, и очевидно, что здесь не возникнет серьёзных градиентов напряжений. В связи с этим остановимся на длине 6.3 мм (0.25 дюйма), поскольку именно для неё доступен наиболее широкий выбор решеток различных конфигураций.

2. Конфигурация тензометрической решетки— на некоторых участках модели направления главных осей очевидны из соображений симметрии, поэтому здесь можно использовать тензорезисторы с одной тензометрической решёткой. При выбранной длине из доступных конфигураций хорошим вариантом будет конфигурация 250BF, характеризующаяся высоким сопротивлением решётки, что поможет минимизировать проблемы, связанные с рассеянием тепла.

На других участках модели направления главных осей неизвестны, поэтому потребуются тензорезисторы с тремя тензометрическими решётками. Для указанных целей следует взять плоский тензорезистор, так как «многослойный» значительно усугубит проблемы, связанные с прочностью и рассеянием тепла. Хорошим выбором будет конфигурация 250RD, имеющая высокое сопротивление решётки.

3. Серия — предпочтение следует отдать подложке из полиимида (E), так как благодаря низкому коэффициенту упругости оно будет минимизировать прочность пластиковой модели. Для измерения статических напряжений при комнатной температуре обычно используют сплав A, поэтому в данном случае следует выбрать серию EA.

4. Опции— при пайке проводов подводимое тепло может повредить пластиковую тестовую модель исследования. Поэтому было выбрано конструктивное исполнение L (с уже прикреплёнными выводами), чтобы инструментальный кабель можно было подключить непосредственно к этим выводам, не воздействуя паяльником на сам тензорезистор. Исполнение L предпочтительнее исполнений LE и P, поскольку герметизация в двух последних вариантах будет увеличивать прочность.

5. Сопротивление — в данном случае сопротивление было определено на шаге 2, когда среди прочих вариантов были выбраны конфигурации с более высоким сопротивлением, а именно 250BF, а не 250BG, а также 250RD, а не 250RA. Таким образом, выбранное сопротивление составляет 350 Ом.

6. S-T-C-число — в идеале тензорезисторы должны быть с собственной термокомпенсацией, чтобы соответствовать материалу объекта исследования. Однако это не всегда достижимо, так как у пластиков — в частности, у усиленных стекловолокном пластиков — коэффициент теплового расширения меняется в широких пределах. В случае неусиленных пластиков обычно следует выбирать S-T-C-число, равное 30, 40 или 50. Если необходимо несоответствие между материалом модели и S-T-C-числом, то следует брать S-T-C-число = 13 (поскольку такие модели имеются на складах), а испытания должны проводиться при постоянной температуре.

 
Выбранные тензорезисторы:

В соответствии с вышеприведёнными соображениями следует использовать следующие тензорезисторы:

EA-30-250BF-350/Опция L (с одной решёткой)

EA-30-250RD-350/Опция L (розетка)
 

B. Анализ динамических напряжений цилиндрического зубчатого колеса гидравлического насоса

 
Необходимо измерить напряжение в основании зуба шестерни во время работы насоса. Радиус закругления впадин зуба составляет около 3 мм (или 0.125 дюйма), ожидаемый диапазон температур проведения испытания от –20 до +80°C(от 0 до 180°F).
 
 
Выбор тензорезистора:

1. Длина активной измерительной решетки тензорезистора — для этой задачи необходимо определить длину тензорезистора, которая должна быть малой в сравнении с радиусом сопряжения.  В данном случае предпочтительной была бы длина 0.38 мм (0.015 дюйма), но из нашей статьи следует, что такой выбор серьёзно ограничил бы число доступных конфигураций и материалов тензометрических решеток. Предвидя, что такая длина, приведёт к проблемам на 2-м и 3-м этапах процедуры выбора, остановимся на длине 0.8 мм (0.031 дюйма).

2. Конфигурация тензометрической решетки— поскольку шестерня прямозубая, направления главных осей известны, следовательно, можно использовать тензорезисторы и с одной решёткой. Следует брать тензорезисторы, у которых площадки под пайку расположены на одной стороне, чтобы подсоединённые к выводам провода можно было разместить во впадине между соседними зубьями. Учитывая это соображение, для данной задачи была выбрана конфигурация 031CF.

3. Серия — ожидается, что при испытаниях напряжения будут небольшими. Кроме того, соответствующие напряжениям сигналы должны передаваться через токосъёмник либо телеметрическую систему, чтобы избавиться от вращающихся элементов в стационарной инструментальной системе. Предпочтение следует отдать изоэластику (сплав D) из-за его высокого коэффициента тензочувствительности (номинальное значение 3.2, у сплавов A и K — 2.1). Поскольку тензорезистор должен быть очень гибким, чтобы его можно было установить на поверхность с малым радиусом закругления, то наиболее подходящим выбором будет основание E. Максимальная температура при испытаниях в данном случае не проблема, так как она попадает в рекомендованный диапазон температур всех стандартных материалов оснований. Комбинация из Eоснования и D сплава даёт серию ED.

4. Опции — чтобы защитить тензометрическую решётку от внешних воздействий при проведении испытаний, следует взять герметизированный тензорезистор, т.е. с конструктивным исполнением E. Из-за ограниченного пространства зазора между окружностью по вершинам зубьев одной шестерни и окружностью по впадинам зубьев сопряжённой шестерни вся конструкция, включающая тензорезистор с монтажными элементами, должна быть довольно тонкой. К контактным площадкам под углом 90° к направлению решётки должны быть присоединены очень небольшие проволочные выводы, которые выходят на боковую поверхность шестерни и соединяются с проводами большего диаметра. Это требование означает, что проволочные выводы должны подключаться уже после установки тензорезистора, т.е. нельзя использовать тензорезисторы с заранее подсоединёнными выводами.

5. Сопротивление — согласно нашему каталогу по тензорезисторам, для конфигурации 031CF в серии ED есть только версия с сопротивлением 350 Ом. Если есть возможность выбора, то всегда следует выбирать большее сопротивление, так как в нашем случае, когда используются скользящие токосъёмные кольца, это позволило бы улучшить отношение сигнал/шум.

6. S-T-C-число — сплав D не поддаётся температурной компенсации, но для данных испытаний в компенсации нет необходимости, поскольку измеряться должны только динамические напряжения. В обозначении  тензорезисторов серии ED две цифры S-T-C-числа заменены буквами DY, что означает «динамический» (dynamic).

 
Выбранный тензорезистор:

По результатам вышеприведённых этапов процедуры выбора следует использовать тензорезистор:

ED-DY-031CF-350/Опция E

C. Анализ напряжений концевой секции титанового крыла без и с установленным модулем управляемого реактивного снаряда и без него во время лётных испытаний

Основным фактором при выборе тензорезисторов в данном случае будет диапазон температур, в котором требуется измерять напряжения: от –55 до +230°C (от–65 до +450°F)

 
 
Выбор тензорезистора:

1. Длина активной измерительной решетки тензорезистора — предварительное изучение конструкции с использованием метода фотоупругого покрытия PhotoStress показало, что, принимая во внимание градиенты напряжений, области максимальных напряжений и имеющееся пространство для монтажа, лучше всего выбрать тензорезисторы длиной 1.6 мм (0.062 дюйма).

2. Конфигурация тензометрической решетки — согласно информации о напряжённом состоянии и направлениях главных осей, полученной с помощью  метода фотоупругих покрытий, на кромке крыла есть области, где можно использовать тензорезисторы с одной решёткой и двухэлементные T-образные розетки. В других местах, где главные направления напряжений меняются в зависимости от полётного манёвра, требуется использование 45-градусных прямоугольных многорешётчатых тензорезисторов.

Градиенты напряжений достаточно большие, поэтому следует выбрать «многослойные» тензорезисторы. Согласно статье, вышеприведённым требованиям удовлетворяют конфигурации 060WT и 060WR для «многослойных» тензорезисторов и конфигурация 062AP для тензорезистора с одной решёткой. При выборе учитывался тот факт, что все три конфигурации имеются в серии WK, которая совместима с заданным диапазоном рабочих температур.

3. Серия — максимальная рабочая температура, наряду с необходимостью измерений как статических, так и динамических напряжений, однозначно свидетельствует о том, что в качестве материала тензометрических решёток следует использовать сплав K. Можно выбрать либо серию SK, либо серию WK, но предпочтительней WK-тензорезисторы с интегрированными выводами.

4. Опции — с точки зрения простоты монтажа преимущество за тензорезисторами в конструктивном исполнении W с встроенными выводами под пайку. Это исполнение, однако, неприменимо в случае «многослойных» тензорезисторов, поэтому оно выбирается только для тензорезисторов с одной решёткой.

5. Сопротивление — если есть возможность, как в данном случае, то следует брать 350-Ом тензорезисторы из-за преимуществ, связанных с более высоким сопротивлением.

6. S-T-C-число — в концевой секции крыла используется титановый сплав 6A1-4V с коэффициентом теплового расширения 8.8×10–6 на °C (4.9×10–6 на °F). Поэтому подходящим выбором будет сплав K с S-T-C-числом 05.

Выбранные тензорезисторы:
WK-05-062AP-350/Опция W
WK-05-060WT-350
WK-05-060WR-350

Контакты

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
т.(812) 449-26-82
ул. Таллинская, 7.
Отдел продаж: (812) 449-4000, 449-4005, 449-4006.
Секретарь: 449-4007
Факс: 322-9723, 445-1271
vpg@symmetron.ru

Калмыков Сергей ksa111001 Skype call
Болдырева Анастасия e0408222 Skype call
Федоровский Владимир predsedatel123 Skype call
Васильев Владимир vvladimir050576 Skype call
Наш канал на YouTube
канал на Youtube

DG8000 Весовой терминал для контроля выполнения рациона | подробнее

портативный БИК-анализатор кормов

X-NIR 999-0981 - портативный БИК-анализатор кормов и зерна, может быть использован для 7 различных кормов | подробнее

Комплектующие для всех видов промышленных весов. Тензодатчики, дозаторов сыпучих материалов, клей для авиации А также оборудование установки тензорезисторов, экстензометры
Яндекс.Метрика
Onlinescales - это новый проект группы компаний "Симметрон - электронные компоненты". ЗАО Симметрон поставляет электронное оборудование предприятиям в России, Украине и Белоруссии. Данный сайт направлен на продвижение тензодатчиков мировых брендов, где особое место занимают тензодатчики Vishay Precision Group. Мы предлагаем тензорезисторы и весовые терминалы, которые могут быть использованы в промышленных весах различных нагрузок, бортовые системы взвешивания, используемые как автомобильные весы, а также используемые в дозаторах сыпучих, специальном оборудовании для бумажной промышленности, для лабораторных измерений.
+7 (812) 449-26-82
Санкт-Петербург ул. Таллинская, 7