Pasirinkus deformacijos matuoklį keitiklių gamybai, reikia atidžiai apsvarstyti techninius reikalavimus, aplinkos sąlygas ir konkrečius taikymo veiksnius. Štai struktūruotas požiūris:
1. Paraiškos reikalavimai
Matavimo tipas: Nustatykite, ar matuoti statines\/dinamines jėgas, slėgį, sukimo momentą, pagreitį ir kt.
Jautrumo poreikiai: Didesnis jautrumas (pvz., Puslaidininkių matuokliai) mažoms padermėms; Viela\/folija platesniems diapazonams.
Dažnio atsakas: Dinaminėms programoms reikalingi matuokliai su dideliu pralaidumu (pvz.
Nuovargio gyvenimas: Cikliniam apkrovai naudokite nuovargiui atsparius matuoklius (pvz., Constantan arba Karma lydinius).
2. Deformacijos matuoklio tipai
Folijos matuokliai: Dažniausiai; Patvarus, lengvai įdiegtas, tinkamas statinėms\/žemo dažnio programoms.
Vieliniai matuokliai: Aukštos temperatūros tolerancija, bet trapi; Tinka atšiauriai aplinkai.
Puslaidininkis (pjezorezistinis): Labai jautrus ir kompaktiškas, bet jautrus temperatūrai ir linkusi į triukšmą.
3. Medžiagos savybės
Matuoklio faktorius (GF): Atsparumo pokyčio ir įtempimo santykis. Didesnis GF padidina jautrumą (pvz., 2–5 metalams, 100+ puslaidininkiams).
Temperatūros koeficientas: Suderinkite matuoklio šiluminį išsiplėtimą su substratu (pvz., Savaime kompensuojantys matuokliai ± 0.
Sužadinimo įtampa: Paprastai 5–10 V DC. Aukštesnė įtampa pagerina signalą, tačiau venkite perkaitimo.
4. Aplinkos veiksniai
Temperatūra: Naudokite temperatūrą kompensuotus matuoklius arba „Wheatstone“ tilto išdėstymą. Apsvarstykite šiluminio išėjimo mažinimą.
Drėgmė\/cheminis poveikis: Pasirinkite apsaugines dangas (pvz., Epoksidą, poliimidą) atšiaurioms aplinkoms.
Vibracija\/šokas: Užtikrinkite tvirtą konstrukciją (pvz., Folijos matuokliai su stipriais klijais).
5. Tilto konfigūracija
Ketvirčio tiltas: Paprastas, bet mažiau jautrus; reikalauja išorinių rezistorių.
Pusė tilto: Naudojami du matuokliai (aktyvūs + manekenės), kad būtų didesnė temperatūros kompensacija.
Visas tiltas: Didžiausias jautrumas ir stabilumas; Idealiai tinka keitikliams (pvz., Apkrovos ląstelės).
6. Dydis ir montavimas
Matuoklio matmenys: Suderinkite matuoklio ilgį (pvz., 1 mm mažoms vietoms) ir tinklelio plotį iki deformacijos srities.
Klijai: Patikimam ryšiui naudokite aukštos temperatūros gydymo klijus (pvz., M-Bond 610). Paviršiaus paruošimas (valymas, šlifavimas) yra kritinis.
7. Signalo kondicionavimas
Amplifikacija: Prietaisų stiprintuvai su dideliu bendrojo režimo atmetimo santykiu (CMRR).
Triukšmo filtravimas: Žemo dažnio filtrai, skirti pašalinti aukšto dažnio triukšmą.
Kalibravimas: Reguliarus kalibravimas pagal žinomus standartus siekiant užtikrinti tikslumą.
8. Išlaidos ir prieinamumas
Balanso našumas su biudžetu. Folijos matuokliai (pvz., Vishay, HBM) yra ekonomiški daugumai programų. Puslaidininkiai tenka nišiniams didelio jautrumo poreikiams.
9. Gamintojai ir standartai
Gerbiami prekės ženklai:HBM, Višay,Viršutinis jutiklis.
Atitiktis: Patikrinkite ISO\/IEC metrologijos ar pramonės sertifikatų standartus.
Darbo eigos pavyzdys:
ApibrėžkiteFizinis kiekis (pvz., Sukimo momentas velene).
ApskaičiuotiNumatomas deformacijos diapazonas (ε=ΔL\/L).
PasirinkiteMatuoklio tipas (folija statiniam sukimo momentui, dinaminio puslaidininkio puslaidininkė).
PasirinktiTemperatūros kompensavimo metodas (savaime kompensuotas matuoklis arba tiltas).
DizainasWheatstone tiltas (pilnas tiltas apkrovos ląstelėms).
TestasRealaus pasaulio sąlygomis ir kalibrate.
Sistemingai spręsdami šiuos veiksnius, galite optimizuoti keitiklio našumą, patikimumą ir ilgaamžiškumą.
