Читайте также:
|
Контроль нагрузок предполагает измерение сил, давлений и крутящих моментов. Методы измерения этих параметров весьма сходны между собой, и основаны либо на непосредственном измерении, либо на измерении деформаций упругих элементов, подвергающихся их воздействию. Выбор того или иного метода определяется конкретной задачей, а также характером изменения измеряемого параметра во времени.
Для измерения сил и давлений чаще используются пьезоэлектрические и магнитоупругиепреобразователи, непосредственно реагирующие на эти параметры.
Принцип устройства пьезоэлектрического преобразователя (датчика) показан на рис. 2.8. Преобразователь представляет собой две токопроводящие пластины, между которыми помещен кристалл или текстура, электризующиеся под действием механических напряжений.
Кристаллами, обладающими таким эффектом, например, являются кварц, турмалин и др. При изготовлении пьезодатчиков чаще всего используют сегнетоэлектрические пьезокерамики, представляющие собой продукт отжига спрессованной смеси, состоящей из мелкораздробленного сегнетоэлектрического кристалла с присадками. Отличительным свойством пьезокерамики по сравнению с естественными кристаллами является значительно бòльшая чувствительность.
 |
 |
Первые из них работают как переменные индуктивные сопротивления, величина которых определяется приложенной к сердечнику силой, вторые как трансформаторные преобразователи с переменной взаимоиндуктивностью между обмотками. На рис. 2.10. показаны конструкции датчиков, устанавливаемого (а) и наклеиваемого (б) на контролируемую деталь.
 |
В устанавливаемом датчике (а) в качестве сердечника 1 катушки 2 применяется проволока, а в датчике (б) – тонкий лист пермалоя, наклеиваемый на деталь.
В методах, основанных на измерении деформаций материала упругих элементов, используются детали установки или оборудования с размещенными на них тензорезисторами или специальные упругие элементы.
Крутящие моменты измеряют путем измерения напряжений в материале валов при помощи наклеенных на них тензорезисторов или магнитоупругих датчиков с магнитным съемом сигнала. Магнитоупругие датчики, как правило, используются для измерения больших крутящих моментов.
Измерение сил, давлений и крутящих моментов может также осуществляться их предварительным преобразованием в перемещение или методом уравновешивания, при котором используются магнитоэлектрические обратные преобразователи. Типовые структурные схемы измерения этих параметров и принципиальные конструкции датчиков показаны на рис. 2.11.
В тех случаях, когда измеряемая величина не совпадает с естественной входной величиной преобразователя, приходится применять предварительное преобразование, показанное на рис. 2.11. Это относиться, например, к преобразователям, естественной входной величиной которых является давление, а измеряемой величиной сила или крутящий момент.
При использовании деформации упругого элемента измерению могут подвергаться как относительные деформации 
или механические напряжения 
, возникающие в теле упругого элемента (рис. 2.11б), так и абсолютное изменение размеров или положений упругого элемента. В первом случае используются тензорезисторы различных типов, во втором – индуктивные, емкостные, фотоэлектрические и другие преобразователи энергии.
При применении метода уравновешивания с помощью магнитоэлектрических обратных преобразователей преобразуется ток в силу или момент. Сила возникает при взаимодействии электрического тока, протекающего по катушке 1 преобразователя, с полем постоянного магнита 2. При этом измеряемая сила (или момент) уравновешивается силой (моментом) взаимодействия протекающего через катушку тока с полем постоянного магнита. Таким образом, измерение тока в момент уравновешивания позволяет измерить силу или момент. Принцип действия преобразователя, уравновешивающего силу, показан на рис. 2.12.
. 
 |
Дата добавления: 2015-11-30; просмотров: 46 | Нарушение авторских прав