Тензодатчики: особенности применения

Тензодатчик – это главный элемент в электронном весоизмерительном оборудовании. Именно от него зависит точность и скорость определения веса. Принцип действия тензометрического датчика заключается в том, что по изменению сопротивления тензорезистора вычисляется степень деформации, которая будет пропорциональна силе, действующей на конструкцию.

За долго до того, как в применение вошли тензодатчики силы, использовались весы, основанные на механических рычагах. С помощью механических весов взвешивалось абсолютно различные грузы, от автомобиля до химических составляющих при работе в лабораториях. Такие весы при соблюдении определенных правил использования и содержания показывают точный вес.

Первый, основополагающий тензометрический датчик (или тензорезистивный датчик) были изобретены еще в 40-ых годах. Со временем тензометрические датчики вошли в основу создания весоизмерительного оборудования. Механические весы практически полностью сменились электронными, исключения составляют разве что лаборатории. Точность тензодатчиков с оставляет до 0,03-0,25%. 

Основные преимущества использования тензометрических датчиков силы в весоизмерительном оборудовании: 

1. Весоизмерительное оборудование стало компактным, менее громоздким; 
2. Коэффициент погрешности значительно снизился; 
3. Взвешивать стало намного проще. 
4. Переход к полностью автоматизированному процессу измерению веса.  

Материал изготовления тензодатчиков может быть различным: нержавеющая сталь, алюминиевый сплав или сталь с антикоррозионным покрытием. Тензометрические датчики бывают тензорезистивные, пьезорезистивные, оптико-поляризационные, волоконно-оптические.

В конструкции весов используются тензорезистивные датчики. Поэтому их как только не называют: тензометрический датчик, тензорезисторный датчик. Как известно основным элементом тензодатчика является тензорезистор. Конечно эти комплектующие многих весовых и измерительных приборов наилучшим образом удовлетворяют критерию стоимость-эффективность.

Характеристиками преобразователей являются: 

• температурная и временная стабильность.
• длина и ширина датчика должны быть достаточно малы для адекватного измерения деформации в точке. 
• инерционность датчика должна быть мала для регистрации высоких частот динамических процессов. 
• линейность отклика датчика в пределах всего диапазона. 
• экономичность датчика и сопряженных с ним устройств. 

Тензорезисторы широко используются в качестве чувствительного элемента, датчиков для измерения сил, давления. Сам датчик бывает небольших размеров. На рисунке представлены размеры тензодатчика колонного типа.

Рассмотрим разновидности весовых тензометрических датчиков

Тензодатчик колонного типа (цифровой)

Используется в автомобильных и бункерных весах. Степень защиты оболочкой IP68. Диапазон нагрузок от 20 до 60 т.

Тензодатчик торсионного типа

Применяется в автомобильных, платформенных, бункерных весах и смесителях. Степень защиты оболочкой IP68. Диапазон нагрузок от 1 до 470 т.

Тензодатчик балочного типа.

Применяется в платформенных, автомобильных весах и для взвешивания емкостей. Степень защиты оболочкой IP68. Диапазон нагрузок от 220 кг. до 10000 кг.

Тензодатчик балочного типа

Используется в бункерных весах и для взвешивания емкостей. Диапазон нагрузок от 50 кг. до 500 кг.

Тензодатчик весоизмерительный

Данный тип тензодатчика применяется в бункерных весах и испытательных машинах. Степень защиты оболочкой IP68. Диапазон нагрузок от 1 до 7,5 т.

Тензодатчик балки двойного изгиба

Одна из самых популярных моделей тензодатчиков. Преимущества этого прибора в высокой ударопрочности, взрывобезопасности и высокой точности измерений. Используется в автомобильных, ж/д весах и смесителях

Тензодатчик мембранного типа

Широко применяется для взвешивания емкостей и баков. Диапазон нагрузок от 10 до 30 т. Степень защиты оболочкой IP68.Применяется для взвешивания емкостей и баков. Благодаря конструктивным особенностям тензодатчики легко встраиваются в весоизмерительные системы, при этом обеспечивая высокую надежность встройки. Датчики могут работать в любых условиях окружающей среды.

На сегодняшний момент в России очень мало производителей тензодатчиков. Обычно предприниматели России покупают продукт в Китае, Южной Корее или Германии, затем перепродают уже у нас.