Chọn một thước đo biến dạng để sản xuất đầu dò liên quan đến việc xem xét cẩn thận các yêu cầu kỹ thuật, điều kiện môi trường và các yếu tố cụ thể của ứng dụng. Đây là một cách tiếp cận có cấu trúc:
1. Yêu cầu ứng dụng
Loại đo: Xác định xem việc đo các lực tĩnh\/động, áp suất, mô -men xoắn, gia tốc, v.v.
Nhu cầu nhạy cảm: Độ nhạy cao hơn (ví dụ, đồng hồ đo bán dẫn) cho các chủng nhỏ; dây\/lá cho phạm vi rộng hơn.
Đáp ứng tần số: Các ứng dụng động yêu cầu đồng hồ đo có băng thông cao (ví dụ: Piezoresistive cho các rung động tần số cao).
Cuộc sống mệt mỏi: Đối với tải theo chu kỳ, sử dụng đồng hồ đo chống mỏi (ví dụ: hợp kim hằng hoặc karma).
2. Các loại máy đo biến dạng
Đồng hồ đo lá: Phổ biến nhất; Bền, dễ cài đặt, tốt cho các ứng dụng tĩnh\/tần số thấp.
Đồng hồ đo dây: Dung nạp nhiệt độ cao nhưng mỏng manh; Phù hợp cho môi trường khắc nghiệt.
Bán dẫn (Piezoresistive): Rất nhạy cảm và nhỏ gọn nhưng nhạy cảm với nhiệt độ và dễ bị nhiễu.
3. Tính chất vật chất
Hệ số đo (GF): Tỷ lệ điện trở thay đổi thành chủng. GF cao hơn tăng độ nhạy (ví dụ: 2 Ném5 cho kim loại, 100+ cho chất bán dẫn).
Hệ số nhiệt độ: Khớp với sự mở rộng nhiệt của máy đo với chất nền (ví dụ: đồng hồ đo tự bù cho ± 0. Biến dạng\/ độ 1%).
Điện áp kích thích: Thông thường 5 trận10 V DC. Điện áp cao hơn cải thiện tín hiệu nhưng tránh quá nóng.
4. Các yếu tố môi trường
Nhiệt độ: Sử dụng đồng hồ đo bù nhiệt độ hoặc sắp xếp cầu Wheatstone. Hãy xem xét sản lượng nhiệt Derating.
Độ ẩm\/tiếp xúc hóa học: Lựa chọn cho lớp phủ bảo vệ (ví dụ: epoxy, polyimide) cho môi trường khắc nghiệt.
Rung\/sốc: Đảm bảo xây dựng mạnh mẽ (ví dụ: đồng hồ đo lá với chất kết dính mạnh).
5. Cấu hình cầu
Cầu quý: Đơn giản nhưng ít nhạy cảm hơn; yêu cầu điện trở bên ngoài.
Half Bridge: Sử dụng hai đồng hồ đo (hoạt động + giả) để bù nhiệt độ tốt hơn.
Cầu đầy đủ: Độ nhạy và độ ổn định cao nhất; Lý tưởng cho đầu dò (ví dụ: ô tải).
6. Kích thước và cài đặt
Kích thước đo: Khớp với chiều dài đo (ví dụ: 1 mm cho các khu vực nhỏ) và chiều rộng lưới với vùng biến dạng.
Chất kết dính: Sử dụng chất kết dính nhiệt độ cao (ví dụ: M-Bond 610) cho liên kết đáng tin cậy. Chuẩn bị bề mặt (làm sạch, mài mòn) là rất quan trọng.
7. Điều hòa tín hiệu
Khuếch đại: Bộ khuếch đại thiết bị có tỷ lệ từ chối chế độ chung cao (CMRR).
Lọc tiếng ồn: Bộ lọc thông thấp để loại bỏ nhiễu tần số cao.
Hiệu chuẩn: Hiệu chuẩn thường xuyên theo các tiêu chuẩn đã biết để đảm bảo độ chính xác.
8. Chi phí và tính khả dụng
Cân bằng hiệu suất với ngân sách. Đồng hồ đo lá (ví dụ: Vishay, HBM) có hiệu quả về chi phí cho hầu hết các ứng dụng. Chất bán dẫn phù hợp với nhu cầu độ nhạy cao thích hợp.
9. Nhà sản xuất và tiêu chuẩn
Thương hiệu có uy tín:HBM, Vishay,Cảm biến hàng đầu.
Tuân thủ: Kiểm tra các tiêu chuẩn ISO\/IEC đối với các chứng chỉ đo lường cụ thể của ngành.
Ví dụ quy trình làm việc:
Xác địnhSố lượng vật lý (ví dụ, mô -men xoắn trong trục).
Tính toánPhạm vi biến dạng dự kiến (= l\/l).
ChọnLoại thước đo (lá cho mô -men xoắn tĩnh, chất bán dẫn cho động).
ChọnPhương pháp bù nhiệt độ (máy đo tự bù hoặc cầu).
Thiết kếCầu Wheatstone (cầu đầy đủ cho các tế bào tải).
Kiểm traTrong điều kiện trong thế giới thực và hiệu chỉnh.
Bằng cách giải quyết các yếu tố này một cách có hệ thống, bạn có thể tối ưu hóa hiệu suất đầu dò, độ tin cậy và tuổi thọ.
