Qarshilikning egilishli tasmalari tanlash usuli

Qarshilik kuchlanishli datchiklar (kuchlanish datchiklari sifatida qisqartirilgan) konstruksion elementlarning mexanik kuchlanishini qarshilik o'zgarishiga aylantiruvchi asosiy sezgir komponentlardir, yuk hujayralari, kuch datchiklari, konstruktsiyaviy sog'lig'ni nazorat qilish, kosmik sohani sinovdan o'tkazish va boshqa sohalarda keng qo'llaniladi. Ular tanlanishi bevosita o'lchash tizimining aniqligini, barqarorligi va foydalanish muddatini belgilab beradi. Asosiy mantiq "kuchlanish xususiyatlari va foydalanish muhitining ikki tomonlama mosligi"dir—parametrlarning ortiqchaligi tufayli vujudga keladigan xarajatlarni kamaytirish hamda ishlash qobiliyatining yetarli emasligi tufayli vujudga keladigan o'lchashdagi muvaffaqiyatsizliklarni oldini olish. Quyida aniq tanlashga yordam beradigan texnik parametrlar, atrof-muhitga moslashuvchanlik va amaliy kalit nuqtalari bilan birlashtirilgan butun jarayonni qamrab oladigan tanlash usuli keltirilgan.

1-qadam: Asosiy o'lchash talablari va qo'llanish vaziyatlarini aniqlash (tanlash uchun zarur shart)

Tanlashdan oldin keyingi parametrlarni tanlash asosini tashkil qiluvchi "qanday kuchni o'lchash, qaysi muhitda o'lchash va qanday o'rnatish" ni aniqlash zarur bo'lib, bu yuqori ishlash xususiyatlarini so'z boshidan izlashdan saqlanish imkonini beradi.

1. Asosiy o'lchov talablari ta'rifi

• Kuch turi va doirasi: O'lchanayotgan komponentning kuch xususiyati (masalan, tuzilma og'irligi tufayli sodir bo'ladigan statik kuch, mexanik tebranish kuchi kabi dinamik kuch) hamda maksimal kuch qiymatini aniqlov va 1,2~1,5 barobar xavfsizlik diapazonini saqlash kerak. Masalan: agar haqiqiy maksimal kuch 1000με bo'lsa, 1200~1500με diapazonidagi kuch sezgichi tanlanishi kerak; dinamik kuch (masalan, zarba yuklamalari) uchun esa sezgir panjara biror onlik ortiqcha yuklama tufayli shikastlanib ketish ehtimolini kamaytirish maqsadida 1,5~2 barobar xavfsizlik omilini saqlash tavsiya etiladi.
• Aniqlik talabi: Bu sifat monitoringi (masalan, tuzilma shovqinlari uchun erta ogohlantirish), miqdoriy tahlil (masalan, sensor kalibrlash) yoki aniq o'lchash (masalan, laboratoriya stress sinovi)mi? Masalan, yuk hujayralari uchun kuchlanish datchiklari ±0.1% noaniqlikda sezgirlikni qondirishi kerak, tuzilmaviy holatni monitoring qilishda xato ≤±0.5% bo'lishi mumkin, laboratoriya aniq o'lchashlari esa ≤±0.05% talab qiladi.
• Kuch yo'nalishi: Komponent birlamchi yo'nalishdagi kuchga (masalan, konsolli nayza egilishi), ikki yo'nalishdagi kuchga (masalan, tekis kuch holatidagi mexanik qismlar) yoki ko'p yo'nalishdagi kuchga (masalan, murakkab tuzilma tugunlari) ta'sir qiladimi? Birlamchi kuch uchun bir o'qli kuchlanish datchiklarini tanlang, ikki yoki ko'p yo'nalishdagi kuchlar uchun esa ikki o'qli (to'g'ri burchakli, kuchlanish rosetkalari) yoki ko'p o'qli kuchlanish datchiklaridan foydalaning.
• O'lchash chastotasi: Dinamik o'lchash uchun deformatsiya signali chastotasining diapazoni aniq bo'lishi kerak. Deformatsiyani o'lchash qurilmasi chastotasi o'lchanayotgan signallar chastotasidan ≥3 marta ko'p bo'lishi kerak (signallarning distorsiyasini oldini olish uchun). Masalan: 50 Gts tebranish deformatsiyasini o'lchash uchun ≥150 Gts javob chastotasiga ega bo'lgan deformatsiyani o'lchash qurilmasi tanlanishi kerak.

2. O'rnatish va tuzilma shartlari

• Tarkibiy qismlarning sirt xususiyatlari: Tarkibiy qismning sirti tekis, egri (egrilik radiusi qancha) yoki maxsus shaklda mi? Qog'oz turdagi moslashtiriladigan deformatsiyani o'lchash qurilmalari egri tarkibiy qismlar uchun mos keladi, kichik egilish radiusi (≤10 mm) uchun esa qisqa panjara uzunligiga ega bo'lgan deformatsiyani o'lchash qurilmalari talab etiladi; asosiy qoplamaga mustahkam yopishadigan turlari esa g'ijim-silliqlangan sirtlar uchun mos keladi.
• O'rnatish maydoni: Tor komponent qismlar (masalan, aniq detallarning qirralari) uchun maydona kiritilgan kuchlanish datchiklari (tarmoq uzunligi ≤2 mm) talab qilinadi, katta hajmli komponentlar uchun esa kuchlanish bir xilligiga qarab o'rtacha va uzun tarmoq uzunlikdagi kuchlanish datchiklari tanlanishi mumkin.
• O'rnatish usuli: Xona haroratida yopishtirish, yuqori haroratda payvandlash yoki vaqtinchalik yopishtirish kerakmi? Yuqori haroratli muhitlar uchun payvandlanadigan kuchlanish datchiklari talab qilinadi, vaqtinchalik kuzatish uchun esa magnitli so'rish turi datchiklar ishlatilishi mumkin.

3. Atrof-muhit ish sharoitlari

• Harorat diapazoni: Ish muhitining oddiy harorati (-20℃~60℃), o'rtacha harorat (60℃~200℃), yuqori harorat (200℃~1000℃) yoki past harorat (＜-20℃) diapazonini aniqlovish kerak. Kuchlanish datchigining haroratni kompensatsiya qilish diapazoni haqiqiy haroratni to'liq qamrab olishi kerak, harorat siljishidan kelib chiqadigan aniqlikka ta'sir qilishni oldini olish uchun.
• O'rtacha muhit: Namlik (masalan, suv osti, nam ishlab chiqarish, kislotali-oshli gazlar, kimyoviy zavodlarda moy ifloslanishi) korroziya, chang yoki kuchli nurlanish mavjudmi? Nam muhit uchun suv o'tkazmaydigan tenzometrlar talab qilinadi, korrozionga chidamli materiallar (nikel-xrom qotishmalar, polimayd substratlar) esa korrozion muhitda zarur bo'ladi, bunda germetiklangan qoplam ham qo'shiladi.
• Buzuvchi omillar: Kuchli elektromagnit to'siq (masalan, dvigatellar yaqinida, yuqori kuchlanishli uskunalarda) yoki tebranish ta'siri mavjudmi? Kuchli shovqinli muhitda ekranlangan qavatli tenzometrlar talab qilinadi, tebranish va zarba ta'siriga uchraydigan muhitda esa asos materiali va leyka mustahkamligi yaxshi bo'lgan turlar tanlanadi.

2-qadam: Asosiy texnik parametrlarni tanlash (talablarga aniq moslashtirish)

Talablarni aniqlab bo'lgach, tenzometrning asosiy texnik parametrlariga e'tibor qaratishingiz kerak — bu tanlashning asosiy bosqichi bo'lib, bevosita o'lchash samaradoriligini belgilaydi.

1. Nozik tarmoq parametrlari (asosiy o'lchash ishlashini aniqlash)

• Qarshilik qiymati: G'ildiraklarning an'anaviy qarshilik qiymati 120Ω (ko'pchilik g'ildiraklar bilan mos keladi, eng ko'p qo'llaniladigan), shuningdek, 350Ω va 1000Ω kabi xususiyatlarga ega. Yuqori qarshilikli g'ildiraklar past quvvat sarfi talab qilinadigan tizimlar uchun mos, sanoat sohasida esa 120Ω g'ildiraklar eng yuqori narx-sifat nisbatiga ega. Tanlash jarayonida g'ildirak qarshiligi strain gauge kirish qarshiligiga mos kelishini ta'minlang (mos kelmaslik ≤±5%) signalni susayishini oldini olish uchun.
• O'lchov omili: Deformatsiya va qarshilik o'zgarishi orasidagi nisbiy bog'liqlikni ko'rsatadi (oddiy qiymat 2,0±0,02), bu deformatsiya qiymatini hisoblash uchun asosiy parametrdir. Tanish paytida bir xil o'lchov omiliga ega bo'lgan tenzorezistorlarga ustuvorlik berish kerak (seriyadagi og'ish ≤±1%), ayniqsa, ko'p sonli tenzorezistorlar orolidan (masalan, yuk hujayrasining to'liq orol sxemasi) foydalanilganda, bir xillik past bo'lsa, o'lchash xatoligi ortadi.
• Panjara uzunligi va panjara kengligi: Panjara uzunligi tenzorezistorni "o'rtacha o'lchash doirasini" belgilaydi. Kichik panjara uzunligi (0,2~2 mm) mahalliy deformatsiyani o'lchash uchun mos keladi (masalan, treshinlarning uchlari), o'rta panjara uzunligi (3~10 mm) oddiy komponentlar uchun, katta panjara uzunligi (10~100 mm) esa kichik deformatsiya gradienti bo'lgan katta o'lchamli komponentlar uchun mo'ljallangan. Panjara kengligi komponentning kuch yo'nalishi bilan mos kelishi kerak: bir yo'nalishdagi kuch uchun tor panjara kengligi, ikki yo'nalishdagi kuch uchun esa keng panjara kengligi yoki deformatsiya rosetka tuzilishi kerak.
• Sensitiv panja materiali:
  • Mis-nikel qotishmasi (Konstantan): Oddiy harorat sharoitida (-20℃~150℃) afzal ko'riladi, kam temperatur koeffitsienti va yaxshi barqarorligi bor, yuk hujayralari va tuzilma monitoringi uchun mos keladi;
  • Nikel-xrom qotishmasi (Karma): O'rtacha va yuqori harorat sharoitlari uchun (-50℃~400℃), yuqori sezgirlikka ega, dvigatel va yuqori haroratli quvurlarni nazorat qilish uchun mos;
  • Platina-iriy qotishmasi: Yuqori harorat sharoitlari uchun (400℃~1000℃), kuchli korroziyaga chidamli, kosmik parvozlar va metallurgik uskunalar uchun mos;
  • Yarimo'tkazgich materiallari: Juda yuqori sezuvchanlik (metallnikidan 50~100 marta yuqori), lekin harorat barqarorligi past, laboratoriya aniq o'lchovlari uchun mos;

2. Parda va yopishtiruvchi parametrlari (Muhitga moslashuvchanlikni aniqlaydi)

• Parda materiali:
  • Qog'oz parda: Arzon, yopishtirish oson, oddiy harorat va nam bo'lmagan muhitlarda (≤60℃) foydalanish uchun mos, masalan, fuqarolik uskunalarning vaqtinchalik nazorati;
  • Fenol-plyusheva asos: 120℃ issiqlikga chidamli, yaxshi moyga chidamli, oddiy sanoat uskunalari uchun mos;
  • Poliamid asos: 250℃ issiqlikka chidamli, korroziyaga va namlikka chidamli, kimyoviy, nam va o'rtacha-yuqori harorat sharoitlari uchun mos;
  • Keramik asos: 1000℃ dan yuqori issiqlikka chidamli, yuqori haroratli pechlar va aero dvigatellar kabi giper sharoitlar uchun mo'ljallangan.
• Yopishtiruvchi turi: Asos materiali va ishlaydigan haroratga mos kelishi kerak. Oddiy harorat sharoitlari uchun tsianokrilat asosidagi (tez qurib tushadigan) yopishtirgichlar, o'rtacha harorat sharoitlari uchun epoksi plyushev asosidagi (150℃ issiqlikka chidamli), yuqori harorat sharoitlari uchun esa 500℃ dan yuqori issiqlikka chidamli inorganik yopishtirgichlar tanlanadi. Yopishtirgichning qisqich kuchlanishi ≥2MPa bo'lishi kerak, bu deformatsiya tajriba namunasining ajralib chiqishini oldini oladi.

3. Haroratni kompensatsiya qilish parametrlari (O'lchash barqarorligini aniqlash)

• Haroratni kompensatsiya qilish usuli:
  • O'z-o'zidan kompensatsiya qiluvchi tenzodatchiklar: S02 materialini tanlash orqali harorat o'zgarishidan kelib chiqadigan qarshilik o'zgarishi komponentning issiqlik kengayish tomonidan neytrallashiriladi, bitta materialli komponentlar (masalan, po'lat, alyuminiy) uchun mos keladi, o'rnatish oson va sanoat sohasida afzal ko'riladi;
  • Kompensatsion datchik bilan kompensatsiya: Ishlovchi datchiklar bilan bir xil modeldagi qo'shimcha tenzodatchiklar taranglikka uchratilmagan bir xil komponentlarga yopishtiriladi va harorat xatolari elektr sxemasi orqali neytrallashiriladi, murakkab harorat maydonlari yoki turli xil materiallardan tashkil topgan komponentlar uchun mos;
• Haroratni kompensatsiya qilish diapazoni: Asl ish harorat diapazonini qamrab olishi kerak. Masalan, -10℃~80℃ ish joyi sharoitida, harorat zaxirasini ta'minlash uchun -20℃~100℃ kompensatsiya diapazoniga ega bo'lgan tenzodatchik tanlanishi kerak.

4. Tuzilma va sim parametrlari (O'rnatish va signallarni uzatishni belgilaydi)

• Tenzodatchik tuzilmasi:
  • Bir o'qli tenzometrlar: Bir yo'nalishdagi kuchlar uchun (masalan, konsolli tirlar, tortish tirgaklar), oddiy tuzilish va arzon narx;
  • Ikki o'qli tenzometrlar (to'g'ri burchakli tenzometrlar): Ikki yo'nalishdagi kuchlar uchun (masalan, tekis kuchlanishli tarkibiy qismlar), ikkita vertikal yo'nalishdagi deformatsiyalarni bir vaqtda o'lchash imkonini beradi;
  • Deformatsiya rozetkalari (45°, 60°): Ko'p yo'nalishdagi kuchlar uchun (masalan, tuzilma tugunlari, murakkab qismlar), asosiy deformatsiya va asosiy kuchlanish yo'nalishini hisoblash mumkin, kuchlanish tahlili uchun mos;
• O'tkazgich xususiyatlari: O'tkazgich materiallari odatda kumush bilan qoplangan mis simlardir. Oddiy harorat sharoitlari uchun PVC bilan izolyatsiyalangan simlar tanlanadi, yuqori harorat sharoitlari uchun esa PTFE bilan izolyatsiyalangan simlar ishlatiladi. O'tkazgich uzunligi o'lchash masofasiga mos kelishi kerak. Uzoq masofali uzatish uchun (>10 m) elektromagnit to'siqdan saqlash uchun ekranlangan simlar talab etiladi.

3-qadam: Holatga moslashtirish va noto'g'ri tanlov xatolaridan saqlanish

Turli qo'llash shart-sharoitlarining xususiyatlariga qarab tenzometrlarni tanlang va o'lchash tizimining barqarorligi hamda ishonchliligini ta'minlash uchun keng tarqalgan tanlov xatolaridan saqlaning.

1. Namuna sifatida turli xolatlarni tanlash

2. Keng tarqalgan tanlov xatolari va ularning oldini olish usullari

• Xato 1: Faqat tarmoq omiliga e'tibor berish hamda bir xilligini e'tibordan chetda qoldirish — ko'prikkda bir nechta tarmoqlar ishlatilganda, alohida tarmoq omili standart talablarga javob bersa ham, partiyadagi katta og'ishlar (>±1%) ko'prikka muvozanatsizlik keltiradi va o'lchash xatolarini keskin oshiradi. Oldini olish: Bir xil partiyali kuchlanish tarmoqlari uchun etkazib beruvchilardan tarmoq omili sinov hisobotlarini talab qilish va og'ishni ±0.5% ichida nazorat qilish.
• Xato 2: Tarmoq uzunligi va deformatsiya gradienti o'rtasidagi mos kelmaslik — puchak kabi mahalliy deformatsiya konsentratsiyasi sohalarida katta tarmoq uzunlikdagi tenzometrlarni tanlash o'lchangan qiymatlarning "o'rtacha" bo'lib qolishiga olib keladi va haqiqiy deformatsiyani aks ettira olmaydi. Oldini olish: Katta deformatsiya gradienti bo'lgan sohalarda ≤2 mm tarmoq uzunlikdagi, deformatsiyasi bir tekis bo'lgan sohalarda esa 5~10 mm tarmoq uzunlikdagi tenzometrlarni tanlang.
• Xato 3: Harorat kompensatsiyasi bilan komponent materiali o'rtasidagi moslikni e'tiborsiz qoldirish — po'lat uchun kompensatsiyalangan tenzometrlarni aluminiy komponentlar uchun ishlatish issiqlik kengaytirish koeffitsientlari farqidan kelib chiqib jiddiy harorat xatosiga olib keladi. Oldini olish: Komponent materialiga (po'lat, aluminiy, mis va boshqalar) qarab mos keladigan turdagi o'z-o'zini kompensatsiyalovchi tenzometrlarni tanlang.
• Xatolik 4: "Muhitga moslashuvchanlik parametrlari bilan cheklanish" — nam muhitda germetik ishlov berilmagan oddiy qog'oz asosli tenzometrlarni tanlash qisqa muddat ichida namlik tufayli asosning ishdan chiqishiga olib keladi. Oldini olish: Muhit darajasiga (nam/korroziv/yuqori haroratli) qarab mos keladigan asos materiallarini tanlang va kerak bo'lganda suv o'tkazmaydigan germetik qoplamalarni qo'shing.

4-qadam: Amaliy tanlov uchun qo'shimcha eslatmalar

• Ko'prik mosligi: Bir nechta tenzometrlar to'liq ko'prik/yarim ko'prik sxemasini tashkil etganda, tenzometrlarning qarshiligi, kuchaytirish koeffitsienti va harorat xususiyatlarining bir xil bo'lishini ta'minlang. Ko'prik xatolarini kamaytirish uchun bir xil partiyadan tanlash tavsiya etiladi.
• Kalibrlash talablari: Savdo hisob-kitoblari (masalan, yuk hujayralari) yoki aniq o'lchashlar uchun ishlatiladigan tenzometrlar uchun kuzatiladigan brendlarni tanlang, shunda mahsulotlar metrik sertifikatdan o'tgan bo'ladi va keyingi tizim kalibrlashini osonlashtiradi.
• O'rnatish jarayonini moslashtirish: Egiluvchan komponentlar uchun, burmalanish radiusi ≤ komponentning egilish radiusi bo'lishi shart bo'lgan, tenzodatchaning egilish xususiyatini oldindan tekshiring. Payvandlanadigan tenzodatchalar uchun mos keladigan payvandlash uskunalari va texnologiyasini moslashtiring.
• Yetkazib beruvchining qo'llab-quvvatlashi: Texnik qo'llab-quvvatlash ko'rsatadigan yetkazib beruvchilarni afzal ko'ring. Xuddi shu komponent materiali, kuch ta'siri va atrof-muhit parametrlarini ularga ma'lum qiling, aniqroq tanlov tavsiyalari olish va mustaqil tanlovda noaniqlikka yo'l qo'ymaslik uchun.

Xulosa: Qarshilik Tenzodatchasini Tanlashning Asosiy Mantiqi

Qarshilik strain gauge tanlashning asosi "zarrang doirasi, aniqlik, muhit va o'rnatish"ning to'rtta asosiy talabini "talablarni dekompozitsiya qilish → parametrlarni moslashtirish → skenariy orqali tekshirish" tsikliga aylantirishdan iborat: avval talablarni tahlil qilish, so'ngra sezgir panjara, substrat va harorat kompensatsiyasi kabi asosiy parametrlarni maqsadli ravishda moslashtirish, oxirida esa tanlovni amaliy misollar va xatoliklardan saqlash orqali tekshirish.

Agar tanlov haqida hali ham noaniq bo'lsangiz, etkazib beruvchiga quyidagi ma'lumotlarni taqdim etishingiz mumkin: ① Komponent materiali va kuch turi (bir o'qli/ikki tomonlama); ② Maksimal zarrang qiymati va aniqlik talabi; ③ Ish harorati va muhit sharoiti; ④ O'rnatish joyi va usuli. Etkazib beruvchi tezda mos keladigan modelni aniqlay oladi.