Mga sensor ng mga teknolohikal na parameter - puwersa, presyon, metalikang kuwintas

Para sa pagpapatupad ng awtomatiko at lubos na tumpak na kontrol ng mga teknolohikal na proseso, palaging kinakailangan na magkaroon ng impormasyon sa iyong pagtatapon tungkol sa kasalukuyang mga halaga ng mga pangunahing teknolohikal na parameter. Karaniwan, ang iba't ibang mga sensor ay ginagamit para sa layuning ito: mga puwersa, presyon, metalikang kuwintas, atbp. Tingnan natin ang tatlong uri ng mga sensor, maunawaan natin ang prinsipyo ng kanilang operasyon.

Una sa lahat, tandaan namin na sa pagtatayo ng mga sensor ng puwersa o metalikang kuwintas, ang mga sensitibong elemento ay ginagamit, ang ilang mga katangian na nagbabago alinsunod sa kasalukuyang antas ng pagpapapangit na nagreresulta mula sa isa o ibang panlabas na impluwensya.

Ang mga ito ay maaaring maging nababanat na mga plato ng metal, mga bukal o mga baras, na ang pagpapapangit ay ipinadala sa isang magnetostrictive, piezoelectric o semiconductor na elemento, na ang mga de-koryenteng o magnetic na mga parameter ay direktang nakasalalay sa antas ng pagpapapangit. Ito ay sapat na upang sukatin ang parameter na ito upang makakuha ng isang ideya ng laki ng pagpapapangit at, nang naaayon, ng puwersa (presyon, metalikang kuwintas).

Tensometric strain gauge

Ang pinakasimpleng strain gauge batay sa strain gauge wire converter kasama ang isang mekanikal na nababanat na elemento na napapailalim sa pagpapapangit at isang strain gauge na nakakabit dito, ang pagpapapangit na kung saan ay direktang na-convert sa isang de-koryenteng signal.

Ang isang manipis (na may diameter na 15 hanggang 60 microns) nichrome, constantan o ellinvar wire, na nakatiklop gamit ang isang ahas at naayos sa isang film backing, ay gumaganap bilang isang strain gauge sensor. Ang nasabing transduser ay nakadikit sa ibabaw na ang pagpapapangit ay susukatin.

Ang pagpapapangit ng mekanikal na nababanat na elemento ay humahantong sa pag-uunat o compression ng wire kasama ang haba nito, habang ang cross-section nito ay bumababa o tumataas, na nakakaapekto sa pagbabago sa paglaban ng converter sa electric current.

Sa pamamagitan ng pagsukat ng paglaban na ito (pagbaba ng boltahe sa kabuuan nito), nakakakuha tayo ng ideya ng magnitude ng mekanikal na pagpapapangit at, nang naaayon, ang puwersa, sa kondisyon na ang mga mekanikal na parameter ng deformed na elemento ay kilala.

Mga sensor ng torque ng pressure gauge

Upang sukatin ang sandali ng puwersa, ang mga sensitibong nababanat na elemento sa anyo ng mga bukal o manipis na mga baras ay ginagamit, na pinaikot sa panahon ng proseso ng teknolohikal. Ang nababanat na angular na pagpapapangit, iyon ay, ang kamag-anak na anggulo ng simula at dulo ng tagsibol, ay sinusukat at na-convert sa isang de-koryenteng signal.

Ang nababanat na elemento ay kadalasang nakapaloob sa isang tubo, ang isang dulo nito ay nakapirming nakatigil, at ang isa ay konektado sa isang angular na displacement sensor na sumusukat sa anggulo ng divergence sa pagitan ng mga dulo ng tubo at ng deformable na elemento.

Kaya, ang isang signal ay nakuha na nagdadala ng impormasyon tungkol sa magnitude ng metalikang kuwintas.Upang alisin ang signal mula sa tagsibol, ang mga wire ng elemento ng strain-resistor ay konektado sa pamamagitan ng mga slip ring sa mga brush.

Mga sensor ng magnetostrictive force

Mayroon ding mga force sensor na may strain gauge magnetostrictive transducers. Ginamit dito ang inverse magnetostriction phenomenon (Villari effect), na binubuo sa katotohanan na kapag ang presyon ay inilapat sa isang core na gawa sa isang iron-nickel alloy (tulad ng permaloid), ang magnetic permeability nito ay nagbabago.

Ang longitudinal compression ng core ay humahantong sa pagpapalawak ang hysteresis loops nito, ang steepness ng loop ay bumababa, na humahantong sa isang pagbawas sa halaga ng magnetic permeability, ayon sa pagkakabanggit - sa isang pagbawas sa inductance o mutual inductance ng sensor windings.

Dahil ang mga magnetic na katangian ay hindi linear at dahil din sa katotohanan na sila ay makabuluhang naapektuhan ng temperatura, kinakailangan na gumamit ng isang compensation circuit.

Ang sumusunod na pangkalahatang pamamaraan ay nalalapat para sa kabayaran. Ang isang saradong magnetostrictive magnetic core na gawa sa nickel-zinc ferrite ay sumasailalim sa isang masusukat na puwersa. Ang nasabing core ay hindi nakakaranas ng presyon ng puwersa, ngunit ang mga windings ng dalawang wire ay konektado sa isa't isa, kaya ang pagbabago sa kabuuang EMF ay nangyayari.

Ang mga pangunahing windings ay magkapareho at konektado sa serye, ang mga ito ay pinapagana ng alternating current na may dalas sa loob ng sampung kilohertz, habang ang pangalawang windings (pareho din) ay naka-on sa tapat, at sa kawalan ng isang deforming force, ang kabuuang EMF ay 0. Kung ang presyon sa unang core ay tumaas, ang kabuuang EMF sa output ay hindi zero at proporsyonal sa pagpapapangit.