Розробка тензорезисторного датчика сили з пружним елементом типу консольної балки постійного перетину
тензорезисторний датчик вимірювальний
Введення
Вимірювання сили і ваги знаходить широке поширення, не тільки в промисловості, а й у побуті. Так, наприклад одним з перших ваговимірювальних пристроїв, з яким ми стикаємося в своєму житті, це ваги в пологовому будинку.
Ваговимірювальні конструкції застосовуються повсюдно: у гіпермаркетах, в ювелірних майстерень, в наукових лабораторіях, на кухнях, на видобувних шахтах, в медицині та ін Більшість сучасних гіпермаркетів обладнані вагами для зважування продуктів. Також ваговимірювальні конструкції використовують у своїй роботі ювеліри, при роботі з дорогоцінними металами, де в першу чергу важлива точність вимірювань.
Ваговимірювальні конструкції використовують у своїй роботі хіміки, біологи, медики, проектувальники, інженери, продавці, будівельники, конструктора і багато інших, в чиїй роботі доводиться стикатися з вимірами сили і ваги.
Більшість сучасних ваговимірювальних конструкцій на підприємствах мають можливість підключення до персонального комп'ютера і можуть бути укомплектовані спеціалізованим програмним забезпеченням. Використання ПЗ для таких конструкцій дозволяє зберігати результати зважувань, систематизувати їх в базу даних, обробляти її, передавати і виводити на друк, а також інтегрувати в різні автоматизовані системи управління [1].
Основою конструкції в ваговимірювальних пристроях є датчики сили. На сучасному ринку асортимент датчиків сили настільки різноманітний, що для кожного завдання, про які сказано вище, знайдеться свій датчик. Так, наприклад датчики сили, можуть використовуватися, крім раніше сказаних варіантів, в наступних областях: точної механіки, часовий промисловості, у виробництві вимірювального обладнання [2], біомеханіки, контролі готової продукції та матеріалів, навантаження різних конструкцій, вимірі сил діючих на колеса [ 3] і це не весь перелік областей в яких можуть використовуватися датчики сили.
Виробники вагового обладнання застосовують в конструкціях своїх ваг різні типи тензодатчиков, залежно від призначення та умов експлуатації вагового обладнання [4]. Існує безліч напрацювань у галузі тензометрії (спосіб вимірювання напружено-деформованого стану конструкції [5]), технологіях виготовлення тензорезисторів і тензодатчиків.
Розробкою і випуском ваговимірювальних конструкцій займається велика кількість зарубіжних і вітчизняних фірм («Тензо - М» [6], «Уралвес» [7], «HBM» [8] та ін).
Виходячи з вищесказаного, можна з упевненістю сказати, що датчики ваги і сили є незамінним компонентом у ряді областей, тому виникає практичний і науковий інтерес до розробки нових типів, конструкцій датчиків сили.
Незважаючи на широке розмаїття, пропонованих на ринку датчиків сили, не завжди можливо підібрати найбільш оптимальний, під необхідні цілі датчик сили.
При виборі конкретного датчика сили кінцевий споживач, як правило, керується такими характеристиками:
1. фо...
