Подавляющее большинство современного взвешивающего оборудования от миниатюрных кухонных весов до промышленных установок в пищевой, химической, металлургической и других отраслях промышленности создано на базе такого устройства как тензодатчик. Задача схемы с подобным элементом, измерить изменение активного сопротивления проводника спровоцированного механической деформацией сенсора и трансформировать ее в необходимую физическую величину, при помощи внешней электроники. Кроме того тензодатчики для весов, характеризуются и другими преимуществами по сравнению с устаревшими механическими индикаторами:
- облегченная конструкция с минимальными габаритами;
- повышенная в несколько раз точность;
- простота эксплуатации;
- низкая инерционность, облегчающая проведение как статистических, так и динамических измерений;
- подходят для дистанционной и автоматизированной оценки деформации.
Тензодатчики для весов размещают так чтобы компенсировать температурное воздействие, а линейное изменение сопротивления, провоцируемое прикладываемым усилием, не затрудняет преобразования.
Тензодатчики – виды сенсоров для измерения веса, давления и других величин
Согласно классификации по типу применяемого материала, с определенным уровнем инертности, для того чтобы изготовить тензорезисторный датчик используется:
- Фольга. Самый распространенный вариант, изготавливаемый по принципу схожему с травлением печатных плат. Такой сенсор состоит из подложки, на которую нанесен чувствительный материал с выводами для подключения к схеме и защитной оболочки. Когда на подобный элемент воздействует внешняя сила, например груз, корпус датчика деформируется, провоцируя изменение сопротивления, которое и замеряется. Соответственно – чем больше площадь контакта, тем выше чувствительность измерительного прибора. Чаще всего проводники, в таких платах изготавливают из термостабильных сплавов на основе меди, например константана или манганина, в состав которых входит также никель и марганец, придающие материалу высокое удельное электрическое сопротивление, с низким термическим коэффициентом.
- Пленка. Тензорезисторные датчики такого типа, изготавливаемые путем распыления материала на подложку, оснащены полупроводниковым элементом, что означает невозможность использовать их в условиях температурных перепадов, вследствие вероятной нелинейности выходного сопротивления, хотя это можно скомпенсировать. Их изготавливают из висмута, титана, германия и других металлов с подобными характеристиками, а главные особенности – минимальная толщина и необходимость использования усилителя.
- Проволока. Такая конструкция сенсора подразумевает параллельное соединение ряда проводников из тензоматериала, способствующее увеличению чувствительности. Их также защищает гибкая подложка и дополнительная оболочка.
Допустимый предел нагрузок и точность получаемых данных напрямую связанны со спецификой конструкции оболочки и числом сенсоров, замеряющих сопротивление. Кроме этих значений для описания индикаторов используют стандартные характеристики: тип, чувствительность, класс защиты оболочки (IP) и функциональное назначение.
Подробнее: http://tenzorez.ru/category_catalog/tenzodatchiki/
