Výběr rozchodu deformace pro výrobu převodníku zahrnuje pečlivé zvážení technických požadavků, podmínek prostředí a faktorů specifických pro aplikaci. Zde je strukturovaný přístup:
1. Požadavky na aplikaci
Typ měření: Zjistěte, zda měření statických\/dynamických sil, tlaku, točivého momentu, zrychlení atd.
Potřeby citlivosti: Vyšší citlivost (např. Polovodičové měřidla) pro malé kmeny; Drát\/fólie pro širší rozsahy.
Frekvenční odezva: Dynamické aplikace vyžadují měřidla s vysokou šířkou pásma (např. Piezorestive pro vysokofrekvenční vibrace).
Únavová život: Pro cyklické zatížení použijte měřiče odolné vůči únavě (např. Slitiny Constantian nebo Karma).
2. Typy měřidla
Fólie měřidla: Nejběžnější; Odolná, snadno instalace, dobrá pro statické\/nízkofrekvenční aplikace.
Drátěné měřidla: Tolerance s vysokou teplotou, ale křehká; vhodný pro drsné prostředí.
Polovodič (piezorestivní): Velmi citlivý a kompaktní, ale citlivý na teplotu a náchylný k šumu.
3. Materiálové vlastnosti
Měřicí faktor (GF): Poměr změny odporu k napětí. Vyšší GF zvyšuje citlivost (např. 2–5 pro kovy, 100+ pro polovodiče).
Teplotní koeficient: Přiřaďte tepelné roztažnosti měřidla k substrátu (např. Self-kompenzační měřidla pro ± 0. 1% napětí\/ stupeň).
Excitační napětí: Obvykle 5–10 V dc. Vyšší napětí zlepšuje signál, ale zabrání přehřátí.
4. Environmentální faktory
Teplota: Použijte měřidla kompenzované teplotou nebo uspořádání můstku Wheatstone. Zvažte detekci tepelného výstupu.
Vlhkost\/chemická expozice: Rozhodněte se pro ochranné povlaky (např. Epoxid, polyimid) pro drsná prostředí.
Vibrace\/šok: Zajistěte robustní konstrukci (např. Fóliové měřidla se silnými lepidly).
5. Konfigurace mostu
Čtvrt most: Jednoduché, ale méně citlivé; vyžaduje externí rezistory.
Polovina mostu: Pro lepší kompenzaci teploty používá dva měřidla (aktivní + figurína).
Plný most: Nejvyšší citlivost a stabilita; Ideální pro převodníky (např. Zatížené buňky).
6. Velikost a instalace
Rozměry měření: Přiřaďte délku měřidla (např. 1 mm pro malé plochy) a šířku mřížky do oblasti napětí.
Lepidlo: Pro spolehlivé vazby použijte vysokoteplotní lepidla (např. M-vazba 610). Příprava povrchu (čištění, odbraňování) je kritická.
7. Kondicionování signálu
Zesílení: Instrumentační zesilovače s vysokými poměry odmítnutí běžného režimu (CMRR).
Filtrování hluku: Filtry s nízkým průchodem, aby se eliminoval vysokofrekvenční šum.
Kalibrace: Pravidelná kalibrace proti známým standardům, aby byla zajištěna přesnost.
8. Náklady a dostupnost
Rovnováha s rozpočtem. Fólie měřidla (např. Vishay, HBM) jsou pro většinu aplikací nákladově efektivní. Polovodiči vyhovují výklenku potřeb vysoké citlivosti.
9. Výrobci a standardy
Renomované značky:HBM, Vishay,Horní senzor.
Soulad: Zkontrolujte standardy ISO\/IEC pro metrologii nebo certifikace specifické pro průmysl.
Příklad pracovního postupu:
DefinovatFyzické množství (např. Točivý moment v šachtě).
VypočítejteOčekávaný rozsah kmenů (ε=Δl\/l).
VyberteTyp měřidla (fólie pro statický točivý moment, polovodič pro dynamiku).
ZvolitMetoda kompenzace teploty (samokompenzovaný rozchod nebo most).
DesignWheatstone most (plný most pro zatížení).
TestZa podmínek v reálném světě a kalibrace.
Systematicky řešení těchto faktorů můžete optimalizovat výkon převodníku, spolehlivost a dlouhověkost.
