17. Snímače napětí (síly)

17.1. Odporové tenzometry

Kovový fóliový tenzometr a) Měření prodloužení b) Měření ohybu
1 pásky
2 vývody
3 obal
barevný obr., různá provedení - obr. siloměr křídlo letadla
Tenzometry jsou tenké vodiče, u kterých se využívá závislost elektrického odporu na jejich průřezu
Při prodlužování vodiče a tedy zmenšování průřezu se jeho odpor zvětšuje
Používají se ve formě fóliových pásků (nebo drátků) připevněných k měřenému předmětu
Délkové změny tenzometrů jsou malé (řádově do stovek mm) - délka pásku se zvětšuje vlnitým (meandrovitým, klikatým) uspořádáním (prodloužení se násobí počtem záhybů)
Rozsah měřených sil až desetitisíce N
Materiály tenzometrů:
slitiny kovů konstantan (60% Cu, 40% Ni), chromnikl (80% Cr, 20% Ni)
polovodiče na bázi křemíku (jsou asi 60x citlivější než kovové, ale víc teplotně závislé a křehké) - využívají změny odporu polovodiče při jeho deformaci (piezorezistivní efekt)
Použití:
a) měření prodloužení použije se tenzometr s jedním směrem pásků - umístí se ve směru prodlužování (nebo zkracování) tělesa
Pro měření ve více směrech se vyrábí tenzometrické pásky s pootočenými meandry - obr.
Ze změny délky lze určit napětí (Hookův zákon - deformace je úměrná napětí), působící sílu (napětí σ = F/S)
Příklad použití - siloměry (obr.) - slouží k přesnému měření sil od malých (v Newtonech) do velkých (v MN), tedy i hmotnosti (používají se např. v elektronických vahách, k regulaci tlaku při lisování a válcování)
touchpady u notebooků - detekce tlaku/síly dotyku
b) měření ohybu u částí strojů (nosníků), stavebních konstrukcí, např. pro měření průhybu křídla letadla - obr.
použijí se dvě čidla - jedno čidlo je natahované, druhé stlačované, lze určit i ohybový moment
c) měření zkrutu hřídelů úhel pásků je 45° vzhledem k ose otáčení
čidla jsou upevněna tak, že dvě jsou natahována a dvě stlačována
Příklad použití – měřící zkrutová hřídel - obr. - slouží k měření kroutícího (točivého) momentu, který je úměrný zkrutu (připojení kontaktů je přes kroužky a sběrací kontakty nebo indukční vazbou pomocí vinutí na snímačích)
Siloměr c) Měřící zkrutová hřídel
1 měřená hřídel
2 tenzometr
3 kontaktní kroužek
4 sběrací kontakt

Další použití: snímače tlaku, zrychlení

Výrobce:
VTS Zlín http://www.vtsz.cz/