8-900-374-94-44
В предыдущей статье «Колесный стенд» я закончил на оптимистической ноте: «маленький прибор». Но Лень и божий дар музыкального слуха свели на нет весь энтузиазм. Я бренчал по спицам пальцами и это удовлетворяло почти все мои потребности. Кроме одной — хотелось приключений.
И вот, дни мелькают как спицы в колесе, «маленький карманный стенд» не разбирался почти год, в очереди на него 12 колес и я все еще мечтаю о «маленький приборе». Недавно в небольшой местной лавке я заметил электронные весы что в народе просто называют «безмен» и вспомнил свою статью на ХТ, и мысль которая тогда мелькнула в голове: «… купить электронные весы, разобрать на кусочки и с тех кусочков собрать электронный тензометр».
А че? Тензометры в своем большинстве — это пружинные весы по своей сути и замена одной вещи на другую, аналогичную, не должна быть невыполнимой. Особенно когда цена вопроса 60 гривен.
Сатана, моей рукой, достал из кармана кошелек и я мгновенно оказался среди счастливых обладателей этого китайского чуда:
А еще через мгновение оказался дома у «операционного стола», все ящички которого набиты различными инструментами. И препарация началась.
Что там внутри?
Выяснилось, что внутри прибора имеется датчик напряжения, сигнал в виде изменения тока которого высчисляется электронной схемой и высвечивается на дисплее в виде веса. Вес не должен быть больше 50 кг, дискретнисть равна 10 гр. То есть на дисплее четыре цифры: две из них килограммы а другие две — сотни и десятки граммов.Точность измерения составляет:
Вес кг | Точность гр |
|
1 | 20 | 2% |
2 | 40 | 2% |
3 | 40 | 1% |
5 | 50 | 1% |
10 | 100 | 1% |
100 | 0.5% |
Для работы прибора датчик надо растягивать, он работает как динамометр, поэтому принцип описаный формулой приведенной ниже нам подошел идеально.
Ссылка на формулу
Но есть одно принципиальное отличие. Если спицу отклонять на постоянную величину то мы избавимся синуса в формуле потому, что он станет константой и график напряжения станет линейным.
Согласно приведенной формулы, если прогнуть спицу на 2 мм между двумя опорами, расстояние между которыми составляет 80 мм, то динамометр покажет силу в десять раз меньше чем напряжение спицы.
Так это же замечательно! Мы получили некий «редуктор» напряжения спицы. Надо только обеспечить постоянство прогиба. Таким образом наш «безмен», при спице натянутой в 100 кг покажет на дисплее 1000. Последняя цифра — это сотни граммов. Сам «безмен», исходя из таблицы, имеет погрешность в данном диапазоне один процент. Это неплохая точность измерения. Точность можно увеличить если калибровать прибор на образцовых 100 кг сводя погрешность на ноль. Имеется в виду настройка механизма таким образом, чтобы при напряжении спицы в 100 кг прибор показывал ровно 1000. Так получим в районе 100 кг минимальную погрешность.
План действий.
Во-первых нужно изготовить новый, прочный корпус. Все упругие деформации механизмов прибора негативно влияют на точность работы. Расчеты показывают, что, деформация которая ухудшила точность прогиба спицы на 0,1 мм добавляет погрешность в 250 гр. По сопромату знаем, что меньше деформируются детали работающие на сжатие и я склоняюсь к такой конструкции корпуса которая сжимается при работе прибора. Сам датчик требует растяжения для работы и его можно разместить симметрично внутри корпуса прибора чтобы достичь равномерной нагрузки и предотвращения деформации изгиба, которая является самой нежелательной.
Эта конструкция мне представляется такой: две прямоугольные металлические пластины соединяются между собой винтами на уголках. Между пластинами на винты одеваются металлические трубочки. Получаем две параллельные пластины на расстоянии длины трубочек. Это самая жесткая из доступных в домашних условиях конструкций. С одного края между пластинами закрепляем бронзовую втулку. В качестве втулки я взял втулку с регулятора громкости какогото лампового телевизора. Внутренний диаметр втулки 6 мм, внешний 12 мм совпадающий с длиной трубочек которые у меня пролежали в кладовке более 40 лет и толщиной датчика. Втулку к одной из боковых пластин прилепим пластилином ака «Холодная сварка». Через втулочки пропускаем шток датчика на котором нарезана резьба М6Х1. Крючок, на который производитель думал цеплять взвешиваемые предметы, отделяем и откладываем.
На противоположном конце датчика закреплен крючок который будет прогибать спицу опирающуюся на две крайние трубочки. Надо следить чтобы расстояние между ними было 80 мм. Теперь навинчивая на шток датчика гайку можно прогибать спицу между трубочками а датчик покажет нам напряжение в спице. Здесь надо тщательно следить чтобы прогиб был равен точно 2 мм. И хотя резьба имеет шаг в 1 мм за оборот гайки все равно нужен механизм который бы позволял точно определять прогиб спицы.
Дело в том, что датчик в процессе измерения деформируется на изгиб потому что это заложено в принцип его работы. Это будет давать нам погрешность измерения. Поэтому я думаю установить винт-упор который является одновременно электрическим контактом и позволяет контролировать количество прогиба самой спицы без деформации датчика. При достижении спицей винта контакт замкнется и включится подсветка дисплея. Для получения этого фокуса я отпаяю проводок соединяющий подсветку дисплея с платой схемы и припаяю к винту-упору. Благодаря четкому сигналу дисплея ясно видно, что спица достигла расстояния в 2 мм. Дальнейшее движение спицы станет невозможно потому как винт мешает ей двигаться и это дает гарантию наиболее точного измерения прогиба спицы. Этим винтом можно воспользоваться для калибровки прибора.
Гайку передвижения датчика думаю сделать большого диаметра для удобства вращения ее рукой. В крючок что отклоняет спицу нужно вставить винт которым спица будет фиксироваться в одном строго определенном состоянии так как спицы имеют разный диаметр, и размеры крючка надо делать на толстую, например 3 мм. Если вставить тонкую, например 1,8 мм, то возникнет щель в 1,2 мм и прибор даст погрешность более чем вдвое! Это указывает на то, что точность изготовления крючка должно быть очень высокой как детали у микрометра. Точно изготовленый крючок будет мешать вставлять спицу. Это нам ни к чему. И крючок с винтом решает эту болезненную проблему.
Предварительная калибровка прибора осуществляется с помощью штангенциркуля а для окончательного нужен какой-то образцовый прибор, точность которого на порядок выше. Думаю здесь надо применить камертонный метод как наиболее доступный в домашних условиях.
А теперь бонус. Если выкрутить из крючка фиксирующий спицу винт и вкрутить тот крючок что был там с завода (мы его отложили в начале работы), то наш тензометр превратится в … знакомый нам «безмен»! Два в одном!
Вот что получилось.
Где стоят грабли?
Для предварительной калибровки я зажал спицу лежащую на опорах и замерял штангенциркулем расстояние между внешним краем прибора и крючком-зажимом спицы. Затягивая гайку штока датчика достиг отклонения в 2 мм. Закрутил упор контакт до момента включения дисплея. Таким образом при точности штангенциркуля 0,1 мм уже достигнуто точности механизма в 250гр. Может этого домашнего обихода является достаточным.
И тут я заметил, что прибор уже что-то показывает! Как ?! Спица висит в воздухе и не может быть напряженная! Конечно, прибор показывает напряжение спицы на изгиб. А она при реальном измерении на колесе сгибается три раза. Попытки придать спице ровного вида подтвердили мои подозрения.
Вот вам и первые грабли. Перед измерением напряжения в спицах колеса нужно измерить напряжение на изгиб у ненапряженной спицы. Эта величина должна вычитаться из измерений (и помним что изгиба целых три). Напряжение на изгиб зависит от материала и толщины и не является величиной постоянной.
Это касается ВСЕХ тензометров изгибающих спицу!
Теория от практики отличается тем, что в теории все выглядит несколько упрощенно. И это внушает печальные мысли. Например, что происходит в динамике? Немного пофантазировав я увидел другие грабли. Известно, что гипотенуза всегда длиннее своих катетов. Исходя из этого прогибаясь при измерении спица дополнительно натягивается тензометром. Будучи катетом, при прогибое этот отрезок спицы превращается в гипотенузу. Поэтому надо вычесть еще и эту величину.
Пробные измерения дали следующие результаты:
Спица Ø 1,8 мм на изгиб: 1кг 290 г (на дисплее к напряжению спицы прибавилось 12 кг 900 гр.).
Спица Ø 2 мм на изгиб: 1кг 600г (на дисплее к напряжению спицы прибавилось 16 кг).
Дополнительное напряжение прибором при измерении: 35 кг.
Таким образом вырисовывается «Методика измерения напряжения в спицах колеса». Просто померить мало — получим прогноз погоды. Нужно выполнить несколько обязательных шагов в определенном порядке.
Калибровки прибора.
Чтобы удостовериться в своих догадках я сделал модель одной отдельно взятой спицы.
На нее установил электромагнитный датчик и излучатель для подключения к компьютеру. С разработанным программным обеспечением это будет стенд для испытания и калибровки тензометров. Ну и чтобы не таскать велосипед к компьютеру.
Калибровка прибора происходит очень просто. Подключаем к компьютеру этот струнный генератор, запускаем программу. Программа имеет в своем составе осциллограф где видно колебания спицы и нарисована образцовая синусоида для заданного напряжения, частотомер с точностью 0,5 Гц. Спицевым ключом натягиваем спицу достигая частоты 350 Гц. Это напряжение в 100 кг. для спиц
xt.ht
Кожному велосипедисту – по тензометру!
Перевести на русский язык.
У попередній статті «Колісний стенд» я закінчив на оптимістичній ноті: «маленький прилад». Але Лінощі і божий дар музичного слуху звели нанівець увесь ентузіазм. Я бринькав по спицях пальцями і це задовольняло майже всі мої потреби. Крім однієї – хотілося пригод.
І от, дні мерехтять як спиці в колесі, «маленький кишеньковий стенд» не розбирався майже рік, у черзі на нього 12 коліс і я все ще мрію про «маленький прилад».
Нещодавно в невеличкій місцевій крамничці я помітив електронні ваги що в народі просто звуться «безмін» і згадав свою статтю на ХТ, і думку яка тоді промайнула в голові: «… купити електронні ваги, розібрати на шматочки і з тих шматочків зібрати електронний тензометр».
А що? Тензометри в своїй більшості – це пружинні ваги по своїй суті і заміна однієї речі на іншу, аналогічну, не повинна бути нездійсненною. Особливо коли ціна питання 60 гривень.
Сатана, моєю рукою, дістав з кишені гаманець і я за мить опинився серед щасливих власників цього китайського дива:
А ще через мить опинився вдома біля «операційного столу», всі шухлядки якого набиті різними інструментами. І препарація почалась.
Що там всередині?
З’ясувалося, що всередині прилада є датчик напруження, сигнал у вигляді зміни струму якого обчислюється електронною схемою і висвітлюється на дисплеї у вигляді ваги. Вага не повинна бути більшою ніж 50 кг, діскретність дорівнює 10 гр. Тобто на дисплеї чотири цифри: дві з них кілограми а інші дві — сотні і десятки грамів. Точність виміру складає:
Вага кг | Точність гр |
|
1 | 20 | 2% |
2 | 40 | 2% |
3 | 40 | 1% |
5 | 50 | 1% |
10 | 100 | 1% |
20 | 100 | 0.5% |
Для роботи приладу датчик треба розтягувати, він працює як динамометр, тому принцип описаний формулою наведеною нижче нам підійшов ідеально.
Посилання на формулу
Але є одна принципова відмінність. Якщо спицю відхиляти на постійну величину то ми здихаємось синуса в формулі бо він стане константою і графік напруження стане лінійним.
Згідно приведеної формули, якщо прогнути спицю на 2 мм між двома опорами, відстань між якими становить 80 мм, то динамометр покаже силу вдесятеро меншу ніж напруження спиці. Так цеж чудово! Ми отримали такий собі «редуктор» напруження спиці. Треба тільки забезпечити постійність прогину. Таким чином наш «безмін», при спиці натягнутій в 100 кг покаже на дисплеї 1000. Остання цифра – це сотні грамів. Сам «безмін», виходячи з таблиці, має похибку в даному діапазоні один відсоток. Це непогана точність виміру. Точність можна збільшити якщо калібрувати прилад на зразкових 100 кг зводячи похибку на ноль. Мається на увазі налаштування механізму таким чином щоб при напруженні спиці в 100 кг прилад показував рівно 1000. Так отримаємо в районі 100 кг мінімальну похибку.
План дій.
По перше потрібно виготовити новий, міцніший корпус. Всі пружні деформації механізмів приладу негативно впливають на точність роботи. Розрахунки показують що, деформація яка погіршила точність прогину спиці на 0,1 мм додає похибку у 250 гр. По сопромату виходить, що найменше деформуються деталі які працюють на стискання і я схиляюся до такої конструкції корпусу яка стискається при роботі приладу. Сам датчик потребує розтягування для роботи і його можна розмістити симетрично всередині корпуса приладу щоб досягти рівномірного навантаження і запобігання деформації згинання, яка є найнебажанішою.
Ця конструкція мені здається такою: дві прямокутні металеві пластини сполучаються між собою гвинтами на куточках. Між пластинами на гвинти одягаються металеві трубочки. Отримуємо дві паралельні пластини на відстані довжини трубочок. Це найжорсткіша із доступних в домашніх умовах конструкцій. З одного краю між пластинами закріплюємо бронзову втулку. В якості втулки я взяв втулку із регулятора гучності якогось лампового телевізора. Внутрішній діаметр втулки 6 мм, зовнішній 12 мм що співпадає з довжиною трубочок які в мене пролежали в коморі понад 40 років і товщиною датчика. Втулку до однієї з бокових пластин приліпляємо пластиліном ака «Холодная сварка». Через втулочку пропускаємо шток датчика на якому нарізано різьбу М6Х1. Гачок, на який виробник думав чіпляти зважувальні предмети, відокремлюємо і відкладаємо. На протилежному кінці датчика закріплено гачок який буде прогинати спицю що спирається на дві крайні трубочки. Треба попильнувати щоб відстань між ними була 80 мм. Тепер нагвинчуючи на шток датчика гайку можна прогинати спицю між трубочками а датчик покаже нам напруження в спиці. Тут треба ретельно пильнувати щоб прогин дорівнював точно 2 мм. І хоч різьба має крок в 1 мм за оберт гайки все одно потрібен механізм який би давав змогу точно визначати прогин спиці.
Річ в тім, що датчик в процесі вимірювання деформується на згинання бо це закладено в принцип його роботи. Це буде додавти нам похибку вимірювання. Тому я міркую встановити гвинт-упор який є одночасно електричним контактом і дає змогу контролювати кількість прогину самої спиці без деформації датчика. При діставанні спицею гвинта контакт замкнеться і ввімкнеться підсвічування дисплею. Для досягненя цього фокусу я відпаяю дріт що з’єднує підсвічування дісплею з платою єлектронної схеми і припаяю до гвинта-контакта. Завдяки чіткому сигналу дисплея ясно видно що спиця досягла відстані в 2 мм. Подальший рух спиці стане неможливий бо гвинт заважає їй рухатись і це дає гарантію найбільш точного виміру прогину спиці. Цим гвинтом можна також скористатися для калібровки приладу. Гайку пересування датчика міркую зробити великого діаметра для зручності обертання її рукою.
В гачок що відхиляє спицю потрібно вставити гвинт яким спиця буде фіксуватися в одному чітко визначеному стані бо спиці мають різний діаметр і розміри гачка треба робити на найтовстішу, наприклад 3 мм. Як що вставити тоншу, наприклад 1,8 мм, то виникне шпаринка в 1,2 мм і прилад дасть похибку більш ніж вдвічі! Це вказує на те що точність виготовлення гачка має бути дуже високою як деталі у мікрометра. Точно виготовлений гачок буде заважати вставляти спицю. Це нам ні до чого. І гачок з гвинтом вирішує цю болісну проблему.
Попереднє калібрування приладу відбувається з допомогою штангенциркуля а для остаточного потрібен якийсь зразковий прилад точність якого на порядок вища. Думаю тут треба застосувати камертониий метод як найбільш доступний у домашніх умовах.
А тепер бонус. Якщо викрутити з гачка фіксуючий спицю гвинт і вкрутити той гачок що був там з заводу (ми його відклали на початку роботи) то наш тензометр обернеться на… знайомий нам «безмін»! Два в одному!
Ось що вийшло.
Де стоять граблі?
Для попереднього калібрування я затиснув спицю яка лежала на опорах і заміряв штангенциркулем відстань між зовнішнім краєм приладу і гачком затискачем спиці. Затягуючи гайку штока датчика досяг відхилення в 2 мм. Закрутив упор-контакт до моменту вмикання дісплею. Таким чином при точності штангенциркуля 0,1 мм вже досягнуто точності механізму в 250гр. Може цього для домашнього вжитку є достатьньо. І тут я помітив, що прилад вже щось показує! Як?! Спиця висить у повітрі і не може бути напружена! Звісно, прилад показує напруження спиці на згин. А вона при реальному вимірюванні на колесі згинається три рази. Спроби надати спиці рівного вигляду підтвердили мої підозри.
От вам і перші граблі.
Перед вимірюванням напруження в спицях колеса потрібно виміряти напруження на згин у відокремленій спиці. Ця величина повинна відніматися від вімірів (і пам’ятаємо що згини аж три). Напруження на згин залежить від матеріалу та товщини і не є величиною постійною. Це стосується ВСІХ тензометрів що вигинають спицю!
Теорія від практики відрізняється тим, що в теорії все виглядає дещо спрощено. І це навіює сумні думки. Наприклад, що відбувається в динаміці? Трохи пофантазувавши я побачив другі граблі. Відомо, що гіпотенуза завжди довша своїх катетів. Виходячи з цього прогинаючись при вимірюванні спиця додатково натягується тензометром. Будучи катетом, при прогинані цей відрізок спиці перетворюється в гіпотенузу. Тому треба відняти ще й цю величину.
Пробні вимірювання дали такі результати:
· Спиця Ø1,8 мм на згин: 1кг 290 г (на дісплеї до напруження спиці додалося 12 кг 900 гр.).
· Спиця Ø2 мм на згин: 1кг 600г (на дісплеї до напруження спиці додалося 16 кг).
· Додаткове напруження приладом при вимірюванні: 35 кг.
Таким чином вимальовується «Методика вимірювання напруження в спицях колеса». Просто поміряти мало бо отримаємо прогноз погоди. Потрібно виконати декілька обов’язкових кроків у певному порядку.
Калібрування приладу.
Щоб упевнитися в своїх здогадках я зробив модель однієї окремо взятої спиці. На неї встановив електромагнітний датчик та випромінювач для під’єднання до комп’ютера. З розробленим програмним забеспеченням це буде стенд для випробування та калібрування тензометрів. Ну й щоб не тягати велосипед до компа.
Калібрування приладу відбувається дуже просто. Підключаємо до компа струнний генератор, запускаємо програму. Програма має у своєму складі осцилограф де видно коливання спиці та намальована зразкова синусоїда для заданого напруження, частотомір з точністю 0,5 Гц. Спицевим ключем натягаєм спицю досягаючи частоти
xt.ht
О чем эта статья
Тензометры это приборы измеряющие напряжение и деформацию на локальном участке. Существует несколько видов тензометров. Среди них механический, резистивных, струнный и другие виды. О них и пойдет речь в данной статье.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Проведение измерений нутромером» или «Поверка средств измерения».
Как надежны создаваемые детали, устройства, сооружения? Как действуют на них различные внешние нагрузки? Эти вопросы волнуют конструкторов, строителей, эксплуатационников. Ответы на них можно получить с помощью тензометра.
Тензометр — это прибор, позволяющий измерить величину деформации изделия на локальном (базовом) участке. Полученная информация позволяет определять напряжения в изделии, разрабатывать более совершенные конструкции, предупреждать аварийные ситуации. Что такое деформация и какая она бывает рекомендуем прочитать в нашей статье — виды деформации твердых тел.
Тензометры используются для оптимального натяжения полотен ленточных пил, растяжек, стержневой и проволочной арматуры. В строительстве – для определения напряжений внутри железобетонных конструкций зданий, мостов, плотин, наровне с измерителями прочности бетонна. В машиностроении – для контроля наиболее ответственных деталей агрегатов, например, лопаток турбин. В текстильной промышленности – для регулирования натяжения движущейся пряжи, нитей.
Широкий круг задач и условий проведения измерений обусловил наличие тензометров, отличающихся по своему назначению и принципу действия. В работе рассмотрены два типа тензометров: механические и электрические. Последние, по принципу действия (определяется типом чувствительного элемента) подразделяются на:
«Старейшими» тензометрами, появившимися в связи с появлением математических методов в исследовании материалов, являются механические. Поэтому рассмотрение принципа действия тензометров начнем именно с них.
Принцип работы механического тензометра базируется на прямой зависимости линейного удлинения испытуемого образца от напряжений в его поперечном сечении при действии деформирующей нагрузки.
Рис.
1.Схема механического тензометра рычажного типа.
Механический тензометр (рис. 1) закрепляется на поверхности образца 1, опираясь на нее двумя призмами 2 и 3. Призма 2 является подвижной и расположена на расстоянии L от неподвижный призмы 3. Расстояние L является базовым. Рычажная система 4 вместе с подвижной призмой 2 воспринимает изменение размера образца при действии деформирующих сил. Она выполняет роль преобразователя незначительного изменения размера L в существенное перемещение указателя 5 по шкале 6. Коэффициент усиления определяется соотношением длин плеч рычажной системы и обычно лежит в пределах от 1000 до 12000.
Резистивные тензометры представляют популярную группу универсальных приборов для контроля растяжения или сжатия контролируемого изделия. В качестве чувствительного элемента в тензометрах этого типа используются тензорезисторы. Принцип действия тензорезистора базируется на изменении электрического сопротивления при деформации его вместе с изделием. Он представляет собой отрезок тонкой проволоки, уложенный змейкой на изоляционной основе. Для увеличения чувствительности в тензометрах используют по несколько тензорезисторов, включаемых по мостовой схеме.
Как и в механическом тензометре, во всех электрических тензометрах измеряется изменение базового расстояния. Тензодатчики встраиваются в конструкцию элементов тензометра воспринимающих воздействие деформирующих сил. Одна из конструкций тензометра, широко применяемая в строительстве и горном деле при заливке бетона, приведена на рис. 2.
Рис.2. Тензометр в исходном состоянии (а) и при
действии растягивающих усилий (б).
Конструктивно тензометр состоит из мостовой схемы с тензорезисторами в ее плечах. Элементы схемы расположены внутри полого стержня 1 с базой равной расстоянию между силовоспринимающими фланцами 2 и 3 (рис. 2а) Внешние растягивающие силы внутри бетонной конструкции, воздействуя на фланцы, удлиняют стержень. Удлинение равно расстоянию перемещения фланца из положения 2 в положение 4 (рис. 2б). При этом изменяется сопротивление плеч моста и информация по кабелю 5 передается на средства обработки данных.
Чувствительным элементом струнного тензометра служит отрезок стальной проволоки, закрепленной внутри трубки к ограничивающим торцы крепежными блоками. Принцип работы тензометра заключается в наличии зависимости частоты колебаний проволоки (струны) от ее натяжения.
Устанавливается датчик на поверхности контролируемого изделия путем приварки шаблона, с помощью болтовых соединений или клея. Датчик является изделием многоразового использования. Съем информации с помощью кабеля.
В емкостных тензометрах роль чувствительного элемента выполняет конденсатор переменной емкости. Принцип работы этого вида тензометров основан на зависимости емкости конденсатора от величины зазора между его пластинами.
На рис.3 представлен один из возможных вариантов емкостного тензометра.
Рис.
3. Схема устройства емкостного тензометра.
Тензометр крепится на объекте контроля 1 посредством точечной сварки 2. Измерительный конденсатор 3 закреплен на ветвях силоизмерительной рамки 4, воспринимающей растяжение или сжатие объекта. Таким образом величина зазора однозначно связана с величиной деформирующей силы. Следует отметить, что эта зависимость носит нелинейный характер.
В настоящее время выпускаются индуктивные тензометры двух видов. Первый – это тензометры с опорными призмами и регулируемой базой. Второй – с ножевыми опорами для работы с изделиями стержневого вида. В обеих чувствительным элементом служит катушка индуктивности с подвижным сердечником.
Катушка индуктивности закрепляется неподвижно на объекте. Подвижный сердечник соединен с ним через подвижную призму или нож и изменяет свое положение под воздействием деформирующей силы. Это перемещение приводит к изменению индуктивности или взаимоиндуктивности катушки. Зависимость электрических параметров катушки индуктивности от положения ее подвижного элемента положено в основу работы тензометров этого типа.
На рис.4 показаны примеры использования двух типов тензометров.
Рис. 4. Тензометры в работе.
На рис.4 слева показан вариант применения механического тензометра для контроля натяжения ленточного полотна. На рис.4 справа – использование электрического тензометра для контроля несущих конструкций. Появление трещин вызывает скачкообразное увеличение показаний тензометра, что обычно предшествует разрушению материала.
Опубликована 02-03-13.
www.devicesearch.ru.com
Для измерения натяжения трафаретной сетки используется специальный прибор под названием тензометр, использование тензометра является единственной возможностью проверить стабильность натяжения сетки на трафарете, в процессе ее эксплуатации.
По конструкции тензометры бываю механическими, а также и электронными. Все они идентичны друг другу, имеют измерительный орган, представляющий собой откалиброванный щуп, направленный перпендикулярно натянутой ткани.
Показания шкалы будет меняться в зависимости от степени прогиба сетки.
На сегодняшний день в качестве единицы измерения принят Ньютон на сантиметр, и большинство тензометров откалиброваны в Н/см.
Перед тем как воспользоваться прибором, его нужно откалибровать. Для этого в наборе идет стеклянная пластина, (если в наборе нет, можно использовать любое стекло.)
Ставим тензометр на стекло, ослабляем винт на корпусе, не в коем случае не крутите винт который расположен вертикально, собьёте заводскую калибровку щупа..
После ослабления винта, у вас появится возможность вращать циферблат, вращаем его и подводим нулевую отметку к стрелке. Маркировка нулевой отметки на всех тензометрах может быть разная, но в основном это или треугольник как в моем случае или круг перечеркнутый пополам. Совмещаем нулевую маркировку по кончику стрелки, при этом тензометр должен стоять на стекле. На этом калибровка закончена. Перед каждым применением прибора проверяйте нулевую установку.
При работе в перерывах между измерениями избегайте ставить прибор в такое же положение как при измерении, так как это может вызвать износ механизма прибора. Лучше кладите его на бок. Но также нельзя класть на заднюю стенку прибора.
После использования прибора, положите его в футляр, защелкните его и храните его в надежном месте. И никогда не давите на щуп пальцами. Об этом нужно помнить всегда, если хотите чтобы прибор послужил вам долго и показывал правильно.
Зажмите сетку со всех четырех сторон, подтягивая сетку руками. До начала натягивания удостоверьтесь, что ткань лежит в установке максимально ровно.
В шелкографии стороны сетки имеют свое название, это ОСНОВА и УТОК.
Начните натяжение по направлению ОСНОВЫ до значения половины от требуемого, например, если максимальное требуемое натяжение — 40 Н/см, произведите натяжение до 20 Н/см, сделайте паузу минут 5, и восстановите уровень до 20 Н/см.
Далее осуществите натяжение в направлении УТОК, пока уровень натяжения в обоих направлениях не уровняется.
С этого момента доведите натяжение до 40 Н/см, постепенно увеличивая его в каждом направлении, ОСНОВЫ, УТОК.
Дайте немного сетке небольшой период для релаксации в течении 5 минут, а затем восстановите натяжение до 40 Н/см, начиная работу с направления в котором произошло наибольшее падение натяжки. Помните, что каждый раз при осуществлении натяжки в одном направлении усилие передается на перпендикулярные нити и также вызывает увеличение натяжения.
Приклеивание следует осуществлять через 20-30 минут после релаксации сетки.
Положение тензометра во время натяжения сетки. Если тянем ОСНОВУ расположение тезометра должно быть как показано на фото ниже.
Если тянем УТОК, то естественно поворачиваем тензометром в это положение.
Стрелка тензометра будет сразу показывать натяжения в Н/см. Легко постучите по сетке возле тензометра, чтобы получить среднее значение показаний. Не следует измерять натяжение в точке, расположенной менее 10 см от внутреннего края рамы; в противном случае результат будет не верен и отличен от показаний, полученных в других точках трафарета. Всегда замеряйте натяжение в обоих направлениях (по основе и уток)
Выдерживаем натянутую рамку, 24-36 часов для окончательной стабилизации, после чего можно пускать в производство.
Это очень коротенькое разъяснение процесса натяжки и замера, если смотреть в общем, это целая наука, где еще очень много нюансов, такие как, учет параметров самого профиля рамы, по стандарту измерение производится в 5 точках.
То, что я описал выше, вполне достаточно для правильного изготовления ТПФ.
andrey-kotenko.kz
Тензометр — прибор для электрического измерения силы, который преобразует действие силы на объект в электрический сигнал, отражающий величину приложенной силы, вызывая изменения тока в цепи, который может быть измерен и отображен в единицах измерения силы.
ТензометрОбратите внимание на теорию автоматического регулирования и на приборы для регулирования.
Для того, чтобы понять, как тензометры могут быть использованы как электрические приборы измерения силы, необходимо понять положения о давлении и растяжении.
Давление — это внутренняя реакция предмета или материала на силу. Растяжение — величина деформации, образованной в результате приложенной силы.
Если сила приложена, например, к стержню, то стержень испытывает давление и растяжением реагирует на приложенную силу путем изменения формы.
Чем больше сила, тем больше величина деформации. Это тот принцип, который позволяет использовать большинство тензометров, как электроизмерительные приборы для измерения силы.
Тензометр состоит из тонкого провода, обычно из никеля или платины, который заплетен вокруг штырей в виде сетки. Сетка встроена в бумажный или пластиковый несущий лист, который приклеивается или связывается с материалом, к которому будет приложена сила. Соединительные провода связывают сетку с цепью, которая предназначена для обеспечения показаний, приложенной силы. Таким образом, растяжение, образующееся в материале как результат приложенной силы, будет передан на тензометр, так как тензометр связан с материалом. Так как материал сдавлен, провод сетки будет растянут или сжат.
Так как сила приложена к материалу, к которому привязан тензометр, тензометр чувствует деформацию, образованную в результате давления, и изменяет свое сопротивление.
Например, если приложенная сила вызывает увеличение длины сетки, то ее поперечная область уменьшается, так как провод становится тоньше по мере его растяжения. Оба фактора в сочетании увеличивают сопротивление сетки. Изменение сопротивления тензометра вызывает изменение тока в цепи, измеряющей силу. Изменение тока в цепи измеряется и показывается прибором, шкала которого промаркирована в единицах измерения силы.
www.kipiavp.ru
Опубликовано: 4 года назад
Датчик изгиба для Arduino, своими руками. Bending sensor for Arduino, with his own hands. Несколько лет назад я сделал такой датчик…
Опубликовано: 6 лет назад
Если вы знакомы с микроконтроллерами, с Arduino в частности, то наверняка уже сталкивались с проблемой, что…
Опубликовано: 2 месяца назад
Опубликовано: 7 месяцев назад
тензометрический датчик -принцип работы,и его расключение Помощь моему каналу на развитие https://qiwi.me/27523cd1-5695…
Опубликовано: 11 месяцев назад
Всем привет! В этом видео мы подключим тензодатчик к плате Arduino и сделаем первые шаги к сборке полноценных…
Опубликовано: 1 год назад
ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ВОДЫ индикатор уровня жидкости своими руками.
Опубликовано: 1 год назад
Датчик TAL227 покупал здесь …
Опубликовано: 1 год назад
Дозатор на Arduino — Как подключить тензодатчик к HX711 Ссылки на используемые компоненты: Ардуино UNO — http://ali.pub/z6n3u…
Опубликовано: 2 года назад
https://cloud.mail.ru/public/tTs9/QBoYnHnMC — файлы проекта …
Опубликовано: 2 года назад
Весы на ардуино при помощи модуля HX711 и тензодатчика. Продаются тут: …
Опубликовано: 2 года назад
Канал PC Expert (ремонт ноутбуков): https://goo.gl/LbBxFF. Купить тензорезисторы: http://ali.pub/1ggsr4 В этом…
Опубликовано: 2 года назад
Усилитель тензодатчика своими руками.
Опубликовано: 2 года назад
Опубликовано: 2 года назад
Тензодатчики серии KIS от компании Симметрон подробнее http://www.onlinescales.ru/catalog/tenzodatchiki/specialnye/tenzodatchiki-serii-kis/
Опубликовано: 3 года назад
Удлинение платформы автомобильных весов с 12 до 18метров. Компания Вес Эксперт. www.vesexpert.com.ua тел.097-80-71-667099-424-50-53.
videohot.ru