Преобразователи измерительных приборов представляют собой устройства, используемые для измерения силы или нагрузки путем преобразования механической деформации в электрический сигнал. Расчет выходного напряжения под нагрузкой включает в себя понимание свойств тензодатчика и конфигурации схемы. Это руководство обеспечивает простой способ определения выходного напряжения при приложении нагрузки.

Понимание основных принципов

Преобразователь тензодатчика обычно работает по принципу, что деформация вызывает изменение электрического сопротивления. Это изменение измеряется с помощью схемы моста Уитстона, которая преобразует изменения сопротивления в сигнал напряжения. Выходное напряжение пропорционально напряжению, испытываемому датчиком.

Расчет напряжения от нагрузки

Первый шаг заключается в определении напряжения (ε), вызванного приложенной нагрузкой. Это можно рассчитать по формуле:

ε = (ΔL) / L

где ΔL - изменение длины из-за нагрузки, а L - первоначальная длина материала. Штамм обычно очень мал, часто в диапазоне микродеформации.

Вычисление выходного напряжения

Выходное напряжение (Vout) схемы тензодатчика можно рассчитать, используя следующее соотношение:

Vout = (Vex / 4) * GF * ε

где Vex — напряжение возбуждения, подаваемое на мост Уитстона, GF — коэффициент калибровки (свойство тензодатчика), а ε — расчётное ранее напряжение.

Пример расчета

Предположим, что тензодатчик с коэффициентом 2,0 приводится в действие напряжением возбуждения 10 В. Если приложенная нагрузка вызывает напряжение 500 микроштамм (0,0005), выходное напряжение составляет:

Vout = (10/4) * 2.0 * 0,0005 = 2,5 мВ

Это напряжение представляет собой электрический сигнал, генерируемый тензодатчиком под заданной нагрузкой.