Запчасти для лифтов +7 903 968-99-38
Разработка

Резисторные преобразователи лифта



Резисторные преобразователи применяются в основном двух типов - реостатные (реохордные) и тензорезисторные. Сопротивление реостатных преобразователей изменяется пропорционально линейному или угловому перемещению ползунка (подвижного контакта или токосъемника).

Конструктивно реостатные преобразователи выполняются намоткой на каркас тонкой изолированной проволоки и последующей шлифовкой контактного участка, по которому скользит ползунок токосъемника. Для изготовления реостатов и

реохордов применяют константановую проволоку. Поперечное сечение реохордной проволоки строго калибровано, что обеспечивает линейную зависимость между активным сопротивлением любого участка реохорда и длиной этого участка.

Однако наличие подвижного механического контакта вызывает серьезный конструктивный недостаток этих преобразователей из-за непостоянства величины переходного сопротивления в подвижном контакте, зависящей от ряда внешних факторов, а механическое сопротивление перемещению не удовлетворяет условию вязкого сопротивления, предъявляемому к демпфирующим элементам динамических приборов.

Тензорезисторные преобразовател лифта

Тензорезисторные преобразователи являются в настоящее время наиболее распространенным и самым универсальным средством преобразования деформации твердых тел в электрический сигнал. Работа тензорезистора (тензометра сопротивления) основана на принципе изменения активного сопротивления проводника (или полупроводника) при его деформировании. Это свойство называется тензоре-зистивным эффектом. Простейшим чувствительным элементом тензорезистора может служить линейный проводник 1 (рис. 14.23) с сопротивлением R,., по всей длине закрепленный с помощью подложки 2, приклеенной к поверхности исследуемой детали. Выводные проводники 3 служат для электрического соединения чувствительного элемента с внешней измерительной цепью. Основной статической характеристикой преобразования тензорезистора является зависимость выходного сигнала от деформации.

Резисторные преобразователи лифта

Рис. 14.23. Виды тензорезисторов в - проводниковый проволочный однонитевой; б - проводниковый петлевой; в-проводниковый фольговый; г - полупроводниковый; 1 - чувствительный элемент;
2 - подложка; 3 - токовывод

При выборе материала чувствительного элемента важным требованием является не только высокая чувствительность, но и малый температурный коэффициент сопротивления. Следует отметить, что температурная погрешность, т.е. изменение сопротивления тензорезистора, вызванное изменением температуры окружающей среды, может оказаться одного порядка с измеряемой деформацией. Поэтому обычно проводниковые тензорезисторы изготавливают из сплавов меди с никелем, таких, как константан, эдванс, элинвар и др. Для них характерна высокая стабильность электрических и механических свойств и очень малый температурный коэффициент сопротивления.

Чувствительность тензорезисторов зависит не только от материала тензонити, но также от свойств клея, температуры, длины активной части (базы) чувствительного элемента и его формы. Наиболее широко распространены тензорезисторы двух видов: проводниковые (проволочные, фольговые) и полупроводниковые.



Выбор необходимого сопротивления тензодатчика определяется свойствами используемой измерительной аппаратуры и размерами испытываемого образца. Сопротивление датчика в недеформируемом состоянии зависит от размеров и физических свойств материала проводника.

Промышленность выпускает датчики с базой от 0,5 до 150 мм, сопротивлением от 50 до 400 Ом.

Петлевой проволочный тензорезистор (рис. 14.23 б), представляет собой несколько близко расположенных петель микропровода диаметром 12...25мкм, намотанных в плоскости и приклеенных к пленочной или бумажной подложке 2. База тензорезистора 1 для петлевой формы решетки обычно находится в пределах от 3 до 100 мм. Диапазон измерения очень широк. Температурный диапазон работы обычно ограничивается свойством используемого клея. При использовании клеев типа БФ, верхняя граница температурного диапазона достигает 200...250°С.

Недостатком петлевых проволочных тензорезисторов является их поперечная чувствительность, т.е. изменение выходного сигнала, вызванного деформацией петель в направлении, перпендикулярном главной оси тензорезисторов. Отрицательно сказывается и применение проволоки круглого сечения, не благоприятствующего совместной деформации тензорезистора и испытываемого образца. Отмеченные недостатки в значительной степени устранены в фольговых тензо-резисторах.

Фольговые тензорезисторы изготавливаются из тонкой (2...5мкм) константано-вой фольги фотолитографическим способом.

К преимуществам фольговых тензорезисторов (рис. 14.23 в) относятся: плоское прямоугольное сечение тензонитей, уширенное сечение в зоне петель 3, обуславливающее низкую поперечную чувствительность, а также высокая технологичность изготовления и возможность получения чувствительных элементов практически любой формы. Фольговые тензорезисторы (по сравнению с проволочными петлевыми и полупроводниковыми) обладают и лучшими метрологическими характеристиками, т.е. результаты проведенных с их помощью измерений являются более достоверными.

Полупроводниковые тензорезисторы изготавливаются электронной (электроэр-розионной) резкой монокристаллов кремния или германия в направлении, перпендикулярном главной кристаллической плоскости. Таким способом получают пластины, 1, толщиной 0,05...0,01 мм, шириной 0,5-1,0мм, длиной 2-15мм (рис.14.23г) Для присоединения выводных проводников, 3, на конец пластины напыляют в вакууме слой золота или сплава олова с сурьмой. Монокристалличе-ские полупроводниковые тензорезисторы могут использоваться и без подложки, т.е. непосредственно приклеиваться к исследуемой поверхности.

Главным достоинством полупроводниковых тензорезисторов является их высокая чувствительность, примерно в 60 раз превосходящая чувствительность проводниковых. Возможность получения большого выходного сигнала (более 0,1 В) делает целесообразным применение полупроводниковых тензорезисторов в тех случаях, когда необходимо использовать простую и компактную измерительную аппаратуру (обычно без усилителя).

Основным недостатком является низкий диапазон деформирования (примерно ±0,2%) из-за низкого предела усталости.

Содержание