בתחומים מודרניים שונים של פעילות אנושית, יש צורך לשלוט במבנים שונים על ידי מדידת הפרמטרים והמצב הנוכחי של אלמנט זה. חיישני מד מתח הם עוזרים חיוניים בעניין הזה.
טכנולוגיות מובילות משתמשות יותר ויותר במדדי מתח אלקטרוניים, ביניהם דגמי מכשירים עמידים בפני מתח נמצאים בשימוש הנפוץ ביותר. אלמנטים של מד מתח יכולים למדוד משקל, כוח, לחץ, תנועה וכו'.
מדדי מתח נמצאים בשימוש נרחב עבור מאזניים, מכונות תעשייתיות, מנועים שונים, בשימוש בתעשיית הבנייה ובתחומים רבים אחרים.
סוגי חיישנים
בתעשיות שונות, נעשה שימוש במגוון עצום של מתמרים של מד מתח. ישנם סוגי המכשירים הבאים:
- כלי מדידת כוח - חיישנים סורקים שינויים בפרמטרים של כוח ועומס;
- מכשירים למדידת הקרנת תאוצה - מדי תאוצה;
- אמצעי מדידה להעברת חומרי בדיקה;
- התקני לחץ של מד מתח – מאופיינים בשליטה בפרמטרי לחץ של אלמנטים שונים בשונותסביבות;
- מתמרי מומנט מתח.
עבור מאזניים, תאי עומס הם האלמנט המבני האופייני ביותר. בהתאם ליישום המבנה של משטח קליטת המטען, נעשה שימוש בסוגי החיישנים הבאים:
- מכשירים מסוג קונסולה;
- מכשירי מדידה בצורת האות הלטינית S;
- תאי עומס בצורת כיס;
- מכשירי מדידה הדומים במעורפל לצורת חבית.
יש סיווג של מדידת מתח, בהתאם לתכונות העיצוב - אלמנט הרגישות. חומר המקור מגדיר את המודלים הבאים:
- חוט - נוצר בצורת תיל, החומר הוא שני רכיבי ניקרום, תרכובת אלמנטלית פכרלית, סגסוגת קבועה עמידה בחום;
- מדדי מתח - השתמשו ברצועות דקות של נייר כסף;
- חיישנים מוליכים למחצה - עשויים מיסודות כימיים כגון סיליקון, גליום, גרמניום.
עקרון ההפעלה
עקרון המכשיר מבוסס על אפקט הטנזור. המהות שלו טמונה בשינוי התנגדות העבודה של אלמנטים מוליכים למחצה במהלך המתח או הדחיסה שלהם - דפורמציה מכנית.
מדדי מתח הם קבוצה בונה של מדי מתח, שיש להם נקודה תקשורתית על הפאנל. האחרון מחובר לחומר למדידה. תרשים פונקציונלי של פעולהמד מתח הוא שיש השפעה על אלמנט הרגישות. המכשיר מחובר למקור מתח באמצעות שקעי חשמל שנמצאים במגע עם הלוח הרגישה.
נקודות מגע מאופיינות בנוכחות של מתח קבוע. תא העומס משתלט על החלק באמצעות מצע מיוחד. מסת החומר קוטעת את המעגל עקב עיוותים דפורמציות. התהליך המתקבל הופך לאות זרם חשמלי.
חיישן הלחץ של מד המתח משמש לעתים קרובות עם מדי מתח AC. במערכת זו מתבצע אפנון משרעת של המתח, המוזן ישירות לחיישני המתמר.
טעינת מכשיר סלולרי
מכשיר מדידת מתח מורכב מ:
- אלמנט אלסטי;
- מד מתח;
- case device;
- מחבר אטום.
מתחת לאלמנט האלסטי מתכוון גוף שלוקח על עצמו את העומס. הוא עשוי בעיקר מדרגות פלדה מיוחדות שעברו טיפול בחום מראש. יש לכך השפעה על השגת קריאות יציבות. טופס הייצור מוצג בצורה של מוט, טבעת או קונסולה. מבנה הבר מבוקש יותר ונפוץ יותר.
מד מתח הוא מכלול נגד תיל או נייר כסף שמודבק למוט. חלק זה של חיישן מד המתח משנה את ההתנגדות שלו ביחס לעיוות המוט, ועיוות העיוות, בתורו, הוא פרופורציונלי לטען.
גוף מכשיר המדידה מגן על המבנה הפנימי מכל מיני נזקים מכניים, כולל ההשפעות השליליות של הסביבה. הדיור תואם את התקן הבינלאומי ויש לו צורות שונות.
המחבר האטום הרמטית נדרש כדי לתקשר את החיישן עם ציוד נוסף (איזונים, מגברים וכו') באמצעות כבל. ישנן תוכניות חיבור שונות. מאפייני העיצוב של חלק מתאי העומס מספקים החלפת כבל.
חיישני מדידת כוח
לחישני כוח מתח יש שם נפוץ נוסף - דינמומטרים. מכשירי מדידה אלו הם חלק בלתי נפרד מציוד השקילה. בקושי ניתן להפריז בצורך שלהם, מכיוון שהם פועלים בכל המערכות הטכנולוגיות האוטומטיות של כל ייצור. הם שימשו בחקלאות, רפואה, מתכות, תעשיית הרכב וכו'.
בשיטת מדידה זו מתרחשות מניפולציות רבות, ובהתאם לכך מבחינים במספר סוגים של תאי עומס:
- מישוש - מחולק למתמרים של מאמץ, החלקה ומגע;
- resistive - השתמש במד מתח וקבל אות פלט ליניארי;
- piezoresonant - מאופיין באפקט ישיר והיפוך, המספק חיישן מיוחד - תהודה;
- piezoelectric - עמיד לטמפרטורת הסביבה, חוזק גבוה, משתמש באפקט פיזו ישיר;
- מגנטי –פועלים על תופעת המגנטוהיצרות, המשנה את הגיאומטריה של הממדים באזור המגנטי;
- capacitive - מכשירי מדידה מסוג פרמטרי, שהם קבלים.
חיישני מדידת משקל
תאי עומס של מתח מורכבים משלושה אלמנטים:
- מד מתח.
- כפוף קרן.
- כבל.
חיישנים משמשים בציוד שקילה תעשייתי ואישי. מכשירי מדידה אלה פופולריים יותר באזורי ייצור ויש להם את הסוגים הבאים:
- מכשירי קונסולה - כרטיסיות מאלומיניום או פלדה. פלדה יכולה להתבצע בצורה של חבית או מכונת כביסה, יש אטימות גבוהה;
- מכשירי קורות - מדידת עומסים על מבני פלטפורמה וגשרים.
היתרונות של תאי עומס
הם:
- מדידות ברמת דיוק גבוהה של פרמטרים.
- אין לאפשר עיוות מידע.
- תואם למדידות מתח.
- מידות כוללות קומפקטיות.
החיסרון יכול להיחשב לאובדן רגישות של אלמנטים מתפקדים במהלך שינויי טמפרטורה קריטיים.
