Напрезање у системима за аутоматизацију

Ниједан затворени систем аутоматске контроле није могућ без сензора о чијем сведочењу се формира повратна информација.

Сензори ... Тако различити у дизајну и принципу деловања. Дигитални и аналогни сензори притиска, температурни сензори, брзине ротације, напори, струја, напон, сензори помака ... И ово није цела листа свих врста сензора који се користе у разним управљачким системима.

Али сензор - ово је само уређај који свој сигнал мења сразмерно измереним параметром. А пошто је најпогоднији сигнал за пренос и претварање електрична струја, принцип рада већине сензора заснован је на промени сопственог електричног отпора под утицајем спољног фактора. Стога се широко користе сензори са уграђеним тензометријским елементима.

Шта је елемент за затезање? То је најчешће заштићени филм израђен од легуре метала (фолија), чији је електрични отпор директно пропорционалан деформацији која се догађа. Легура која се користи обично је мешавина никла и бакра у одређеној пропорцији.

Комбинација ових метала пружа најјачу зависност отпорности на спољне механичке утицаје. Испада да је све сасвим једноставно: у круг су укључили елемент отпорника напрезања, примењивали на њега константан мали напон (неколико волти) и по величини струје процењујемо деформације, односно силу која делује на сензор.

Али у пракси постоји још један проблем. Састоји се у чињеници да је чак и за легуру бакра и никла промена отпора под утицајем деформације врло безначајна. Стога је потребно користити појачала или аналогно-дигитални претварач.

С обзиром да су мерења лакша од нулте тачке, деформациона вредност под називом Вхеатстоне Бридге често се користи у сензорима за затезање. Вхеатстоне мост је уређај са четири терминала који у свом кругу укључује отпорнике Р1, Р2, Р3 и Р4. Отпорници се налазе на раменима моста, односно у његовим независним огранцима.

Веома је важно да ако су сва четири отпора моста Вхеатстоне једнаки, напон на његовом излазу ће бити нула, без обзира на улазни напон. А ако се отпор у најмање једној руци промени, на излазу моста одмах ће се појавити напон, који је лако пратити и који је директно пропорционалан промени отпора.

Ова зависност излазног напона Вхеатстоне моста од промене отпора у његовим раменима користи се у сензорима за затезање. То јест, постављањем затезних отпорника у једно или неколико рамена моста, можемо да пратимо сложене деформације које се јављају у сензору.

Конструкцијски је сензор еластичан елемент који садржи мерне напоне. Обични отпорници укључени у мост могу се поставити у АДЦ или направити у посебан блок.

Једноставно је невероватно како се могу извршити разна мерења коришћењем сличних сензора за затезање. Мерилници вам омогућују контролу силе, тежине, притиска, помака, саме деформације, вибрација ... Наравно, мерилници напона један су од најкориснијих проналазака у области аутоматизације.

Александар Молоков