Курс лекций по физике Электротехника Физические законы механики Электростатическое поле Электромагнетизм Геометрическая оптика

Измерение и контроль параметров в механизации

 Принцип измерения механических величин при помощи электрических средств основан на известных в механике зависимостях деформаций и напряжений в материале от приложенных сил и давлений. Эти зависимости позволяют установить вид преобразования механической величины и выбрать тип преобразователя и измерительную цепь (прибор). Практика измерений механических параметров в агропромышленном производстве показывает, что в основном требуется измерять параметры, непрерывно изменяющиеся во времени. Кроме того, измерения проводят в различных природных, погодных условиях и в различных климатических зонах. Значительное число измерений механических параметров необходимо выполнять в полевых условиях или в агрессивных средах.

 Механический параметр, непрерывно изменяющийся во времени, можно представить гармоническим рядом. Это дает возможность рассматривать входную величину измерительного прибора как ряд составляющих с различными амплитудами и частотами. Наибольшие амплитуды механических параметров в сельском хозяйстве достигают 108 Н, а диапазон частот от нуля до 100 Гц.

 Деформации, напряжения, усилия и давления в сельскохозяйственных машинах и механизмах наиболее часто измеряют при помощи приборов с тензорезисторами или пьезопреобразователями.

 Проволочные и фольговые тензорезисторы применяют при преобразовании относительных деформаций до  = 1,5 %, а полупроводниковые – до 0,1 %. Для преобразования механического напряжения материала по оси действия этого напряжения наклеивают один тензорезистор. Функция преобразования тензорезистора в этом случае имеет вид

 , (21.3)

где  – деформация материала,  – модуль упругости материала,  – чувствительность тензорезистора.

 В большинстве измерительных приборов, предназначенных для работы с тензорезисторами применяют измерительные усилители, поскольку уровень выходного сигнала мостовой схемы, как правило, недостаточен для непосредственного измерения.

Рис. 21.3

 Для преобразования механических напряжений, давлений и тяговых усилий в сельскохозяйственных машинах и агрегатах в изменение сопротивления с помощью тензорезисторов применяют упругие элементы. В кольцевом элементе, приведенном на рис. 21.3, воспринимает механическое напряжение упругое кольцо, на внутреннюю поверхность которого наклеивают четыре тензорезистора. Комплект таких элементов позволяет преобразовать усилия от 103 до 106 Н.

Рис. 21.4

 Приборы с пьезоэлектрическими преобразователями применяют для измерения быстроизменяющихся давлений. В качестве примера на рис. 21.4 показан преобразователь давления в блоке цилиндра двигателя внутреннего сгорания.

 Угловые скорости (частота вращения) вращающихся узлов сельскохозяйственных машин и механизмов измеряют тахометрами. Известны два принципа построения тахометров: на измерении частоты вращения и на сравнении частоты вращения с частотой сигналов, вырабатываемых встроенным генератором. В агропромышленном производстве применяют также тахогенераторы (чаще переменного тока).


На главную