1. ERŐMÉRÉS NYÚLÁSMÉRŐ BÉLYEG ALKALMAZÁSÁVAL

Átírás

1 1. ERŐMÉRÉS NYÚLÁSMÉRŐ BÉLYEG LKLMZÁSÁVL nyúlásmérő bélyegek mechanikai deformációt alakítanak át ellenállás-változássá. lkalmazásukkal úgy készítenek erőmérő cellát, hogy egy rugalmas alakváltozást szenvedő fémtest felületére ragasztják a bélyegeket. Általában két vagy négy aktív bélyeget alkalmaznak. Ezeket úgy helyezik el, hogy adott irányú erő hatására a felének ellenállása növekedjék, felének pedig csökkenjen. húzott bélyeg nyomott bélyeg mérőtest

2 U j R 1 R 3 R 6 R 2 R 5 R 4 mérőbélyegeket kiegyenlítetlen hídba kötik, az azonos irányú ellenállásváltozások keresztirányú elemei a hídnak. z aktív mérőbélyegeken kívül hőmérsékletkompenzáló bélyegek és a kimeneti paraméterek beállítását szolgáló ellenállások vannak az erőmérő cellában. R 7 R 9 R 11 U t R 8 R 10 R 1 -R 4 a húzásra igénybevett, R 2 -R 3 a nyomásra igénybevett nyúlásmérő ellenállások; R 5 -R 6 a hídkiegyenlítő ellenállások, R 7 -R 8 a cellatényező hőmérsékletfüggését kiegyenlítő ellenállások; R 9 -R 10 a cellatényezőt beállító ellenállások R 11 a bemeneti ellenállást beállító ellenállás U t a tápfeszültség, U j a jelfeszültség.

3 KÜLÖNBÖZŐ KILKÍTÁSÚ ERŐMÉRŐ CELLÁK

4 ERŐMÉRŐ CELLÁK ÉRZÉKENYSÉGE: z erőmérő cellák kimenőfeszültsége tápfeszültség függő, (lásd hídkapcsolások kimeneti feszültsége) ezért érzékenységüket tápfeszültségre vonatkoztatva adják meg: Pl.: 1 (mv/v)/n, 10 (mv/v) a méréshatárra

5 PÉLDKÉNT EGY ERŐMÉRŐ CELL MŰSZKI DTI:

6 ERŐMÉRŐ CELL JELÉNEK ILLESZTÉSE: D Bit Sigma-Delta Signal Conditioning DC

7 ER ERŐMÉRÉS 2. ERŐMÉRÉS PIEZOELEKTROMOS ÁTLKÍTÓ LKLMZÁSÁVL d Q d Q h ε ε h d h ε ε d U U Q C h ε ε C állandó PIEZOELEKTOMOS HTÁS : Egyes kristályok felületén mechanikai feszültség hatására töltések jelennek meg k U azaz hol d anyagtól és kristályszerkezeti iránytól függő állandó. Pl.: kvarc esetében d 2,31 pc/n signette só esetén d 476,9 pc/n

8 lkalmazása: Kapacitív belső impedanciájú feszültségforrás: C kr V U kr R kr C sz+vez R M C M z alsó határfrekvencia a gyakorlatban: 0,1 10 Hz KIS MÉRETM ELMOZDULÁSMENTES MÉRTM RTÉS NGY ERŐK K MÉRHETM RHETŐK K VELE GYORS ERŐVÁLTOZ LTOZÁSOK MÉRHETM RHETŐK NGY BEMENETI ELLENÁLL LLÁSÚ MŰSZER KELL SZÓRT KPCITÁSOK HTÁS JELENTŐS STTIKUS ERŐ MÉRÉSÉRE RE NEM LKLMS 200 O C ELETT VÁLTOZNK V JELLEMZŐI

9 3. ERŐMÉRÉS KPCITÍV ÁTLKÍTÓ LKLMZÁSÁVL SÍKKONDENZÁTOR ε r h C εoεr h 1 XC ωc h ωε ε o h azaz a távolság változására lineáris Z ÁTLKÍTÓ: KPCITÁS ÁLLÓ EGYVERZETE h+ h KPCITÁS ELMOZDULÓ EGYVERZETE

10 PÉLD LKLMZÁSÁR: KPCITÁS EGYVERZETEI

11 4. ERŐMÉRÉS MGNETOELSZTIKUS ÉRZÉKELŐ LKLMZÁSÁVL: magnetoelasztikus átalakítóknál a vasanyagban terhelés hatására bekövetkező permeabilitás változás következtében létrejövő induktivitás-, feszültség- vagy áramváltozás a kimeneti jel. Egy rendezett elemi mágneseket tartalmazó anyag permeabilitása a megadott irányban µ. Külső erővel deformáljuk a kristályszerkezetet. Ennek következménye az lesz, hogy az elemi mágnesek az eddigi irányukból elfordulnak és ez a µ változását eredményezi. µ vagy ezzel függvénykapcsolatban levő mágneses jellemző (pl. induktivitás) méréséből a deformációt létrehozó mechanikai feszültségre következtethetünk. relatív permeabilitás nemlineáris függvénye a mechanikai feszültségnek. jellemzők közötti összefüggés közelítőleg a kővetkezők szerint alakul: µ µ k µ µ k ahol k anyagi állandó, a mért erő, a mérőtest keresztmetszete, µ a mérőtest permeabilitása,

12 TRNSZORMÁTOROS KILKÍTÁSÚ MGNETOELSZTIKUS ÉRZÉKELŐ: Z ÁTLKÍTÓ ELÉPÍTÉSE: MŰKÖDÉSE: KIMENETI JELE: 300 U ki, [mv] U g U ki , [kn]

13 TRNSZORMÁTOROS KILKÍTÁSÚ MGNETOELSZTIKUS ÉRZÉKELŐ:

14 INDUKTIVITÁS VÁLTOZÁSÁN LPULÓ MGNETOELSZTIKUS ÉRZÉKELŐ: ELÉPÍTÉSE: NYOMÓLP KOMPENZÁLÓ TEKERCS L+ L NYOMÓLP MÉRŐ TEKERCS