Embed Size (px)
Citation preview
1
Ispitivanje proizvodaElektrootporne mjerne trake
doc.dr. Samir Lemeš <[email protected]>
Ispitivanje proizvoda
Elektrootporne mjerne trake
Oblasti primjene mjernih traka Veza napona i deformacije Fizikalni princip rada mjerne trake
l k
Elektrootporne mjerne trake 2/42
Postavljanje mjerne trakeWheatston-ov mostOprema za mjerenje i analizu
Ispitivanje proizvoda
Elektrootporne mjerne trake
Senzori za mjerenje deformacija pomoću promjene električnog otpora
Elektrootporne mjerne trake 3/42
Ispitivanje proizvoda
Oblasti primjene Analiza napona u konstrukcijama: Jednoosno naponsko stanjeRavansko naponsko stanjeZaostali naponi
Elektrootporne mjerne trake 4/42
Zaostali naponiTermički naponiGradijenti napona
Ispitivanje proizvoda
Oblasti primjene
Elektrootporne mjerne trake 5/42
Ispitivanje proizvoda
Oblasti primjene
Elektrootporne mjerne trake 6/42
2
Ispitivanje proizvoda
Oblasti primjene Konstrukcija mjernih pretvarača za
mjerenje mehaničkih veličina: Mjerenje dilatacija i napona Mjerenje sile i mase
Elektrootporne mjerne trake 7/42
Mjerenje obrtnog momenta Mjerenje pritiska Mjerenje pomjeranja Mjerenje vibracija
Statička, kvazistatička i dinamička mjerenja na konstrukcijama
Ispitivanje proizvoda
Oblasti primjene Pretvarači sile, mase, momenta i
pritiska
Elektrootporne mjerne trake 8/42
Ispitivanje proizvoda
Veza napona i deformacije
d0
F
( )
n n
pop
o n
F l
A l
d d
d
Elektrootporne mjerne trake 9/42
A - površina poprečnog presjekaF - silan - normalni naponn - deformacijap - popr. deformacija - Poissonov koef.
d
F
o n
Ispitivanje proizvoda
Veza napona i deformacije
Napon
Elektrootporne mjerne trake 10/42
E: modul elastičnosti
nn E
Deformacija
Ispitivanje proizvoda
Veza napona i deformacijeDvoosno naponsko stanje:U uslovima ravanskog stanja
napona, ekstremni NORMALNI NAPONI i javljaju
Elektrootporne mjerne trake 11/42
NAPONI 1 i 2 javljaju se u međusobno okomitim pravcima 1 i 2
Ispitivanje proizvoda
Veza napona i deformacijeNaponi 1 i 2 se nazivaju
GLAVNI NAPONI, a odgovarajući pravci (1 i 2) GLAVNI PRAVCI.
U ovim pravcima
Elektrootporne mjerne trake 12/42
U ovim pravcima SMICAJNI NAPONI su jednaki nuli (=0).
3
Ispitivanje proizvoda
Veza napona i deformacijeDvoosno naponsko stanjeOdređivanje glavnih napona kad
su glavni pravci poznatiE
Elektrootporne mjerne trake 13/42
1 1 22
2 2 12
1
1
E
E
Ispitivanje proizvoda
Veza napona i deformacije Određivanje glavnih napona kad
glavni pravci nisu poznati: Mjerenje deformacija
se vrši u tri različita
Elektrootporne mjerne trake 14/42
pravca za svaku mjernu tačku (a, b, c).
2 2
1,2 1 2 2 1a c
a b c b
E E
Ispitivanje proizvoda
Fizikalni princip rada Mjerna traka je provodnik definisane
otpornosti koji je pričvršćen za površinu mjernog objekta.
Svaka deformacija mjernog objekta
Elektrootporne mjerne trake 15/42
usljed opterećenja izaziva odgovarajuću deformaciju mjerne trake
To sve zajedno omogućuje mjerenje promjene otpora mjerne trake.
Ispitivanje proizvoda
Fizikalni princip rada U neopterećenom stanju:
el. otpor Ro4 2
2o
l l lR
F d V
Elektrootporne mjerne trake 16/42
U opterećenom stanju: el. otpor Ro+R
F d V
l
d
l+
l
l
d+ d
Ispitivanje proizvoda
Fizikalni princip rada Promjena otpora usled deformacije
1o
dR d
R
Elektrootporne mjerne trake 17/42
Promjena geometrije Promjena u mikrostrukturi
Ispitivanje proizvoda
Postavljanje mjerne trake Mjerna traka se najčešće lijepi za
podlogu Preko trake
se nanosi
Elektrootporne mjerne trake 18/42
sloj silikonaza zaštitu odvanjskih uticaja
4
Ispitivanje proizvoda
Postavljanje mjerne trake Postavljanje mjerne trake uključuje: Čišćenje (mehaničko, hemijsko) Vezivanje (različitim ljepilima) Lemljenje (kontrola temperature pomoću
Elektrootporne mjerne trake 19/42
terminala za lemljenje) Provjera (vizuelna, otpor izolacije) Zaštita
(mehanička, hemijska)
Ispitivanje proizvoda
Postavljanje mjerne trake
Elektrootporne mjerne trake 20/42
Ispitivanje proizvoda
Postavljanje mjerne trake
Elektrootporne mjerne trake 21/42
Ispitivanje proizvoda
Postavljanje mjerne trake
Elektrootporne mjerne trake 22/42
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Wheatston-ov
most se koristi za mjerenje el. otpora:
za mjerenje apsolutnog
Elektrootporne mjerne trake 23/42
iznosa otpora, poređenjem s poznatim otporom
za mjerenje relativne promjene električnog otpora
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Omogućava mjerenje promjene
otpora u granicama 10-4 do 10-7 /sa odličnom tačnošću.
Četiri grane 2
RR
Elektrootporne mjerne trake 24/42
mosta se formiraju od otpornika R1 do R4
1 4
3
Vo
Vs
R4R1
R2 R3
5
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most U tačkama 2 i 3 se spajaju grane za
napajanje mosta VS jednosmjernim ili naizmjeničnim naponom
U tačkama 1 i 4 2
RR
Elektrootporne mjerne trake 25/42
se skida izlazni napon Vo koji predstavlja mjerni signal
1 4
3
Vo
Vs
R4R1
R2 R3
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Da bi se od mjernih traka napravio
Wheatston-ov most koriste se: Aktivne mjerne trake aplicirane na
objekat ispitivanja ili mjerni pretvaračk (
Elektrootporne mjerne trake 26/42
Kompenzacione mjerne trake (pasivni elementi koji služe za kompenzaciju uticaja temperature ili drugih efekata)
Metalni (folijski) otpornici velike tačnosti i stabilnosti.
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most
Elektrootporne mjerne trake 27/42
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Aksijalno
opterećenje Veza u
1/4 most
Elektrootporne mjerne trake 28/42
Mjerni signal je porporcionalan deformaciji
Nema automatske temperaturne kompenzacije
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Aksijalno
opterećenje Veza u
2/4 mostMjerni
Elektrootporne mjerne trake 29/42
Mjernisignal je uvećan za faktor 2 (u odnosu na 1/4)
Automatska kompenzacija opterećenja na savijanje
Nema temperaturne kompenzacije
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Aksijalno
opterećenje Veza u
1/2 mostMjerni
Elektrootporne mjerne trake 30/42
Mjernisignal je uvećan za 30% (u odnosu na 1/4)
Automatska kompenzacija opterećenja na savijanje
Moguća temperaturna kompenzacija
6
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Aksijalno
opterećenje Veza u
puni mostMjerni
Elektrootporne mjerne trake 31/42
Mjernisignal je uvećan za faktor 2,6 (prema 1/4)
Automatska kompenzacija nesimetričnosti i opterećenja na savijanje
Moguća temperaturna kompenzacija
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Savijanje Veza u 1/4 most Mjerni signal je proporcionalan
momentu savijanja
Elektrootporne mjerne trake 32/42
j j Nema temperaturne kompenzacije
1 4
2
3
Vo
Vs
R4R1
R2 R3
Sg1
L
x
Fb
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Savijanje Veza u 1/2 most Mjerni signal je 2x veći Kompenzacija aksijalnog opterećenja
Elektrootporne mjerne trake 33/42
Kompenzacija aksijalnog opterećenja Temperaturna kompenzacija
1 4
2
3
Vo
Vs
R4R1
R2 R3
Sg1
x
Fb
Sg2
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Savijanje Veza u puni most Mjerni signal je 4x veći Kompenzacija aksijalnog opterećenja
Elektrootporne mjerne trake 34/42
Kompenzacija aksijalnog opterećenja Temperaturna kompenzacija
1 4
2
3
Vo
Vs
R4R1
R2 R3
Sg1,Sg3
x
Fb
Sg2,Sg4
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Smicanje Veza u 1/4 most Mjerni signal je proporcionalan
naponu smicanja
Elektrootporne mjerne trake 35/42
p j Nema kompenzacije
1 4
2
3
Vo
Vs
R4R1
R2 R3
Fb
450
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Smicanje Veza u 1/2 most Mjerni signal je proporcionalan
naponu smicanja
Elektrootporne mjerne trake 36/42
p j Temperaturna kompenzacija
1 4
2
3
Vo
Vs
R4R1
R2 R3
Fb
450
Sg2 Sg1
7
Ispitivanje proizvoda
Wheatston-ov most Torzija Veza u 1/2 most Mjerni signal je proporcionalan
momentu torzije
Elektrootporne mjerne trake 37/42
j Temperaturna kompenzacija
1 4
2
3
Vo
Vs
R4R1
R2 R3
450
Sg2
Sg1Md
Ispitivanje proizvoda
Oprema za mjerenje Modularni uređaji Kompletni
mjerni sistemi
Elektrootporne mjerne trake 38/42
Ispitivanje proizvoda
Oprema za mjerenje
Elektrootporne mjerne trake 39/42
Ispitivanje proizvoda
Oprema za mjerenje
Elektrootporne mjerne trake 40/42
Ispitivanje proizvoda
Oprema za mjerenje
Elektrootporne mjerne trake 41/42
Ispitivanje proizvoda
Oprema za mjerenje
Elektrootporne mjerne trake 42/42
