Тензометрия — это совокупность методов определения механического напряжения в материалах и конструкциях. Метод основан на измерении деформаций или других изменений параметров материала, вызванных механическим напряжением. Приборы для тензометрических измерений называются тензометрическими станциями или, сокращённо, тензостанциями.
Компания БАУ-Мониторинг разработала и серийно производит линейку тензометрических датчиков и 8-канальные тензостанции — устройства сбора и передачи данных USD-A8 и тензостанции УСД4 — для получения как динамических, так и статических данных при мониторинге инженерных конструкций.
Назначение тензорезисторов
При изготовлении тензодатчиков мы используем исключительно фольговые тензорезисторы из фольги толщиной не более нескольких микрометров. Применяемый материал фольги, как правило, — сплав Ni-Cu или Ni-Cr. Фольговые тензорезисторы предназначены для измерения деформаций при испытаниях различных конструкций, деталей машин и оборудования при статических и динамических нагрузках, а также для измерения напряжений, вызванных ударным воздействием.
Описание тензорезисторов и тензодатчиков
Конструктивно тензорезисторы состоят из чувствительного элемента, изготовленного из тонкой металлической фольги. Чувствительный элемент защищается плёночным слоем от воздействия внешних факторов. Тензорезисторы применяются для разовой наклейки и являются невосстанавливаемыми изделиями.
Принцип действия тензорезисторов основан на свойстве проводников изменять своё электрическое сопротивление при деформации — так называемом тензоэффекте.
Производится широкий ассортимент тензорезисторов различных конфигураций:
- Одноосные тензорезисторы — способны измерять деформации растяжения или сжатия при одноосном напряжённом состоянии
- Двух-, трёх- и четырёхосные тензорезисторные розетки — с соответствующим расположением чувствительных элементов на одной подложке под определённым углом (45°, 90°, 120°, 180°)
Измерения тензодатчиками в основном производятся на различных испытаниях способом прямой наклейки на испытываемый объект. Тензорезисторы позволяют регистрировать микроскопические удлинения, встречающиеся в конструкциях, и по ним определять механическое напряжение от приложенных нагрузок и напряжений, вызванных ударом.
Также широко распространено применение тензорезисторов в качестве промежуточных измерительных преобразователей в различных датчиках для измерения механических величин.
Применение тензодатчиков
Фольговые тензорезисторы универсальны в применении и недороги в изготовлении, что обуславливает их массовое использование в различных областях измерений. На рынке представлена широкая номенклатура датчиков с тензомостами, которые могут быть подключены к нашим тензостанциям:
- Тензометрические датчики деформации
- Тензодатчики раскрытия трещин
- Тензодатчики давления
- Тензодатчики порового давления грунта
- Тензодатчики силы
- Поводковые тензодатчики перемещения на расстояния до 1 м
- Тензодатчики для весовых автомобильных и железнодорожных платформ
Нашей компанией производятся не только измерительные тензорезисторы на металлической подложке, но и термокомпенсационные тензорезисторы, которые мы рекомендуем применять совместно с измерительными тензодатчиками при проведении продолжительных испытаний или когда в период испытаний на исследуемом объекте происходят температурные колебания.
Установка тензодатчиков на металлизированной подложке, в отличие от способа приклейки тензорезисторов, позволяет сократить время монтажа непосредственно на объекте и в меньшей степени зависеть от температурных перепадов и погодных явлений, таких как снег, дождь и т. д.
Схема подключения тензодатчиков к USD-A8
Схема подключения тензодатчиков к устройству сбора данных USD-A8 проста в исполнении. Установка и подключение тензорезисторов к USD-A8 осуществляется в соответствии с техническими требованиями производителя датчиков.
Мы рекомендуем скручивать в один жгут или обжимать оголённые провода перед тем, как вставлять их в отдельный пружинный контакт на устройстве сбора данных USD-A8. Если производитель тензорезисторов не рекомендует иначе, следует обеспечивать шаг скрутки проводов кабеля, идущего к тензорезисторам, не более 30 мм.
При использовании экранированного кабеля экран следует подключать к контакту, соединённому с крайним выводом рабочего тензорезистора. При заземлении аналоговой измерительной части землю следует подключать также к любому контакту, соединённому с крайним выводом рабочего тензорезистора.
Схема подключения к интерфейсу RS-485 должна соответствовать стандарту EIA/TIA-485. Рекомендуется использовать специальный кабель для интерфейса RS-485 или экранированную витую пару. Питание к устройству сбора данных USD-A8 рекомендуется подавать по витой паре.
Тензодатчики на металлизированной подложке применяются как собственного производства, так и закупаются готовые. Целесообразность применения различных моделей тензодатчиков определяется срочностью выполнения заказа, продолжительностью их последующего применения или техническим заданием.
Кроме тензорезисторных датчиков на металлической подложке мы производим следующие тензометрические датчики:
- Тензометрический щелемер ТЩ120 — для измерения раскрытия трещин
- Композитный датчик деформации КД120 — для крепления к арматурному каркасу различных строящихся объектов с последующей заливкой каркаса бетоном
Тензометрические станции
Тензометрические станции предназначены для измерения, записи, анализа деформаций и механических напряжений в элементах строительных конструкций, в деталях машин и механизмов. Входные данные тензостанция получает от тензометрических датчиков деформации. В случае применения датчиков механических деформаций с аналоговым выходным сигналом в состав тензостанции входит модуль прецизионных измерительных усилителей, который преобразует аналоговый сигнал в цифровой.
ООО «НПЦ БАУ-Мониторинг» разработало и производит линейку оборудования — различные модификации тензометрических станций с количеством каналов, кратным 3 или 8. Количество каналов определяется в зависимости от решаемых на объекте задач.
Устройство сбора и передачи данных USD-A8
Назначение: измерительный усилитель тензостанции для преобразования сигнала от восьми тензометрических полумостов в цифровой стандарт RS-485.
- Режим работы: системы длительного непрерывного или периодического мониторинга
- Применение: построение небольших автономных систем для испытаний или больших распределённых систем сбора данных
- Комплектация: поставляется с корпусом или без
- Ограничения установки: рекомендуется размещать в непосредственной близости от датчиков (не более 10 м)
- Корпус: вариант размещения на 8 каналов в пластиковом корпусе. Количество гермовводов на один корпус — до 10 шт. (определяется количеством подключаемых датчиков)
Модуль USD-A6 (акселерометр-инклинометр-тензометр)
Уникальный одноплатный модуль, содержащий измерительный усилитель тензостанции на 3 канала + 2-осевой инклинометр + 3-осевой акселерометр.
- Функционал: регистрация сигналов, цифровая обработка в реальном времени, визуализация деформаций, автоматическая выдача управляющих сигналов для изменения режима работы тестируемой конструкции
- Режимы измерений: подходит как для статических, так и для динамических измерений
- Назначение: создание недорогих комплексных систем мониторинга инженерных конструкций, машин и механизмов для контроля деформаций, углов наклона и вибраций
Системная интеграция и масштабирование
Комбинирование USD-A8 и USD-A6 с сервером СМИК на базе контроллера MS4812 позволяет создать распределённую систему до 224 измерительных тензо-каналов.
Совместимость с другими решениями компании — кварцевыми датчиками, инклинометрами, деформометрами, акселерометрами — позволяет строить полноразмерные системы мониторинга инженерных конструкций (СМИК).
Заказ и консультация
Купить тензодатчики или тензостанции, уточнить схему подключения и другую информацию можно по запросу на bau_monitoring@mail.ru или по телефону +7 (916) 514-88-69.
Цены на тензодатчики и тензостанции гибкие, зависят от срочности выполнения заказа, количества изделий и других факторов.