ПРИМЕНЕНИЕ ТЕНЗОДАТЧИКОВ В МАШИНОСТРОЕНИЕ

APPLICATION OF LOAD CELLS IN MECHANICAL ENGINEERING

Igor Bukharestov

student, Department of Automation, Mechatronics and Robotics, Vladimir state University,

Russia, Vladimir

Anastasiya Kirilina

scientific supervisor, candidate of Technical Sciences, associate professor, Vladimir state University,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрено характерное устройство тензометрических датчиков, схема их подключения, а также область применения в сфере машиностроения.

ABSTRACT

The article considers the characteristic device of strain gauges, their connection scheme, as well as the scope of application in the field of mechanical engineering.

Ключевые слова: тензодатчик, измерение веса, тензорезистор.

Keywords: load cell, weight measurement, strain gauge.

Тензометрический датчик представляет собой элемент измерения веса, который реагирует на изменение величины прикладываемого усилия и преобразует  его в электрический сигнал. По своей сути это резистор, изменяющий свое сопротивление, в зависимости от приложенной к нему силы. Тензометрические датчики широко применяются для измерения массы и нагрузки в системах измерения веса. Принцип действия и конструкция варьируются в зависимости от сферы применения [1].

Тензодатчики выполнены с использованием тензорезисторов или тензоматериалов. Компоненты датчика образуют схему по принципу моста Уитстона.

Рисунок 1. Мостовая схема включения тензорезисторов

На гибком основании расположены четыре тензорезистора. В состоянии покоя все элементы имеют равное сопротивление, что обеспечивает нулевое значение разности потенциалов на выходе в точках + S и – S. Ток не протекает в выходной цепи измерительного прибора, если считать тензорезистор идеальным. На практике из-за особенностей конструкции и перепадов температуры на выходах наблюдается токовая нагрузка. При механическом воздействии на тензодатчик гибкое основание деформируется, в результате чего изменяется сопротивление тензорезисторов, мостовая схема переходит в состояние разбаланса, а на выходе в точках + S и – S фиксируется электрический сигнал [2].

Тензодатчики получили широкий спектр применения в промышленности, они применяются везде, где необходимо контролировать вес, прилагаемое усилие и крутящий момент. Без внимания не осталось и машиностроение, так, например, для испытания трансмиссий высоконагруженных мобильных и гусеничных машин был изготовлен стенд, в приводе барабанов которого встроены датчики крутящего момента МА20Е-150к (нагрузка ±150 000 Нм). Особенность данных датчиков – это оригинальная конструкция статорной части, которая располагается внутри ротора для бесконтактной передачи измерительной информации и питания.

Рисунок 2. Датчик крутящего момента МА20Е-150к

Для стенда испытаний привода на высоких нагрузках используется датчик крутящего момента М40-300к(±300 000Нм). Особенностью датчика является наличие внешнего индуктивного датчика частоты вращения, состоящего из зубчатого венца на фланце ротора и самого датчика частоты вращения [3].

Рисунок 3. Датчик крутящего момента М40-300к

Список литературы:

1. Тензодатчик: принцип работы, устройство, типы, схемы подключения// asutpp.ru [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://www.asutpp.ru/tenzodatchik.html (дата обращения 09.01.2024).
2. Тензометрические датчики веса: назначение устройства, разновидности, принцип работы// domsolo.ru [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://domsolo.ru/tenzometricheskie-datchiki-vesa-naznachenie-ustroystva-raznovidnosti-printsip-raboty (дата обращения 09.01.2024).
3. Применение тензодатчиков в машиностроении// tilkom.com [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: https://tilkom.com/avtomobilestroenie-i-selskoxozyajstvennoe-mashinostroenie.html (дата обращения 09.01.2024).