مستشعرات المعلمات التكنولوجية - القوة والضغط وعزم الدوران

لتنفيذ التحكم الآلي والدقيق للغاية في العمليات التكنولوجية ، من الضروري دائمًا أن يكون لديك معلومات حول القيم الحالية للمعلمات التكنولوجية الرئيسية. عادة ، يتم استخدام أجهزة استشعار مختلفة لهذا الغرض: القوى ، والضغط ، وعزم الدوران ، وما إلى ذلك. دعونا نلقي نظرة على ثلاثة أنواع من أجهزة الاستشعار ، دعونا نفهم مبدأ تشغيلها.

بادئ ذي بدء ، نلاحظ أنه في بناء مستشعرات القوة أو عزم الدوران ، يتم استخدام عناصر حساسة ، تتغير خصائص معينة وفقًا لدرجة التشوه الحالية الناتجة عن تأثير خارجي أو آخر.

يمكن أن تكون هذه الألواح المعدنية المرنة أو الينابيع أو الأعمدة ، التي ينتقل تشوهها إلى عنصر تقبض مغناطيسي أو كهربائي انضغاطي أو عنصر أشباه الموصلات ، حيث تعتمد معلماته الكهربائية أو المغناطيسية بشكل مباشر على درجة التشوه. يكفي قياس هذه المعلمة للحصول على فكرة عن حجم التشوه ، وبالتالي ، القوة (الضغط ، عزم الدوران).

مقاييس الإجهاد الشد

أبسط مقياس إجهاد يعتمد على محول سلك قياس الضغط يشتمل على عنصر مرن ميكانيكي يتعرض للتشوه ومقياس إجهاد متصل به ، ويتحول تشوهه مباشرة إلى إشارة كهربائية.

يعمل السلك الرفيع (بقطر 15 إلى 60 ميكرون) من النيكروم أو الكستانتان أو الإلينفار ، المطوي بثعبان والمثبت على دعامة من الفيلم ، كمستشعر لقياس الضغط. يتم لصق محول الطاقة هذا على السطح المطلوب قياس تشوهه.

يؤدي تشوه العنصر المرن الميكانيكي إلى شد أو ضغط السلك على طوله ، بينما يتناقص المقطع العرضي أو يزيد ، مما يؤثر على التغيير في مقاومة المحول للتيار الكهربائي.

من خلال قياس هذه المقاومة (انخفاض الجهد عبرها) ، نحصل على فكرة عن حجم التشوه الميكانيكي ، وبالتالي القوة ، بشرط أن تكون المعلمات الميكانيكية للعنصر المشوه معروفة.

أجهزة استشعار عزم الدوران قياس الضغط

لقياس لحظة القوة ، يتم استخدام عناصر مرنة حساسة على شكل نوابض أو أعمدة رفيعة ، والتي يتم لفها أثناء العملية التكنولوجية. يتم قياس التشوه الزاوي المرن ، أي الزاوية النسبية لبداية الربيع ونهايته ، وتحويله إلى إشارة كهربائية.

عادةً ما يتم وضع العنصر المرن في أنبوب ، يكون أحد طرفيه ثابتًا ثابتًا ، والآخر متصل بجهاز استشعار الإزاحة الزاوي الذي يقيس زاوية التباعد بين نهايات الأنبوب والعنصر القابل للتشوه.

وبالتالي ، يتم الحصول على إشارة تحمل معلومات حول حجم عزم الدوران.لإزالة الإشارة من الزنبرك ، يتم توصيل أسلاك عنصر مقاومة الإجهاد عن طريق حلقات الانزلاق بالفرش.

مجسات القوة المغناطيسية

هناك أيضًا مستشعرات للقوة مزودة بمحولات تقبض مغناطيسي لقياس الضغط. تستخدم هنا ظاهرة التضيق المغناطيسي العكسي (تأثير فيلاري)، والتي تتمثل في حقيقة أنه عندما يتم تطبيق الضغط على قلب مصنوع من سبيكة من الحديد والنيكل (مثل البرمالويد) ، تتغير نفاذية المغناطيسية.

يؤدي الضغط الطولي لللب إلى التمدد حلقات التخلف، ينخفض ​​انحدار الحلقة ، مما يؤدي إلى انخفاض في قيمة النفاذية المغناطيسية ، على التوالي - إلى انخفاض في الحث أو الحث المتبادل لملفات المستشعر.

نظرًا لأن الخصائص المغناطيسية غير خطية وأيضًا بسبب تأثرها بدرجة الحرارة بدرجة كبيرة ، يصبح من الضروري استخدام دائرة تعويض.

المخطط العام التالي ينطبق على التعويض. قلب مغناطيسي مغلق مغنطيسي مصنوع من فريت النيكل والزنك يخضع لقوة قابلة للقياس. مثل هذا القلب لا يتعرض لضغط القوة ، ولكن لفات السلكين متصلة ببعضها البعض ، لذلك يحدث تغيير في إجمالي EMF.

اللفات الأولية متطابقة ومتصلة في سلسلة ، يتم تشغيلها بواسطة التيار المتردد بتردد في حدود عشرة كيلوهرتز ، بينما يتم تشغيل اللفات الثانوية (أيضًا نفسها) بشكل معاكس ، وفي حالة عدم وجود قوة مشوهة ، يكون إجمالي EMF 0. إذا زاد الضغط على اللب الأول ، فإن إجمالي EMF عند الخرج يكون غير صفري ويتناسب مع التشوه.