La selezione di un calibro di deformazione per la produzione del trasduttore comporta un'attenta considerazione dei requisiti tecnici, delle condizioni ambientali e dei fattori specifici dell'applicazione. Ecco un approccio strutturato:
1. Requisiti dell'applicazione
Tipo di misurazione: Determinare se misurano forze statiche\/dinamiche, pressione, coppia, accelerazione, ecc.
Bisogni di sensibilità: Maggiore sensibilità (ad es. Gambi a semiconduttore) per piccoli ceppi; Filo\/foglio per intervalli più ampi.
Risposta di frequenza: Le applicazioni dinamiche richiedono indicatori con alta larghezza di banda (ad es. Piezoresistive per vibrazioni ad alta frequenza).
Vita a fatica: Per il carico ciclico, utilizzare calibri resistenti alla fatica (EG, Constantan o Karma Leghes).
2. Tipi di calibro di deformazione
Calibri: Più comune; Durevole, facile da installare, buono per applicazioni statiche\/a bassa frequenza.
Califormi di filo: Tolleranza ad alta temperatura ma fragile; adatto per ambienti difficili.
Semiconductor (piezoresistivo): Molto sensibile e compatto ma sensibile alla temperatura e inclini al rumore.
3. Proprietà materiali
Fattore di misura (GF): Rapporto di variazione di resistenza e deformazione. GF più elevato aumenta la sensibilità (ad es. 2–5 per i metalli, 100+ per i semiconduttori).
Coefficiente di temperatura: Abbina l'espansione termica del calibro al substrato (ad esempio, calibri auto-compensativi per ± 0. 1% di deformazione\/ grado).
Tensione di eccitazione: In genere 5-10 V DC. Una tensione più alta migliora il segnale ma evita il surriscaldamento.
4. Fattori ambientali
Temperatura: Utilizzare calibri compensati dalla temperatura o disposizioni sul ponte di Wheatstone. Prendi in considerazione la produzione termica derante.
Umidità\/esposizione chimica: Optare per i rivestimenti protettivi (ad es. Epoxy, Poliimide) per ambienti difficili.
Vibrazione\/shock: Assicurarsi una costruzione robusta (ad es. Mintegri di lamina con forti adesivi).
5. Configurazione del ponte
Quarter Bridge: Semplice ma meno sensibile; Richiede resistori esterni.
Mezzo ponte: Utilizza due indicatori (attivi + fittizio) per una migliore compensazione della temperatura.
Ponte completo: Massima sensibilità e stabilità; Ideale per i trasduttori (ad esempio, celle di carico).
6. Dimensioni e installazione
Dimensioni calibro: Abbina la lunghezza del calibro (ad es. 1 mm per piccole aree) e larghezza della griglia alla regione di deformazione.
Adesivo: Utilizzare adesivi di cura ad alta temperatura (ad es. M-Bond 610) per un legame affidabile. La preparazione della superficie (pulizia, abraso) è fondamentale.
7. Condizionamento del segnale
Amplificazione: Amplificatori di strumentazione con elevati rapporti di rifiuto in modalità comune (CMRR).
Filtraggio del rumore: Filtri passa-basso per eliminare il rumore ad alta frequenza.
Calibrazione: Calibrazione regolare contro gli standard noti per garantire l'accuratezza.
8. Costo e disponibilità
Bilancia le prestazioni con il budget. I calibri di lamina (ad es. Vishay, HBM) sono convenienti per la maggior parte delle applicazioni. I semiconduttori soddisfano le esigenze di alta sensibilità di nicchia.
9. Produttori e standard
Marchi affidabili:HBM, Vishay,Sensore superiore.
Conformità: controlla gli standard ISO\/IEC per la metrologia o le certificazioni specifiche del settore.
Flusso di lavoro di esempio:
DefinireLa quantità fisica (ad es. Toppia in un albero).
CalcolareIntervallo di deformazione previsto (ε=ΔL\/L).
SelezionareTipo di calibro (lamina per coppia statica, semiconduttore per dinamica).
ScegliMetodo di compensazione della temperatura (indicatore o ponte auto-compensato).
DesignIl ponte di Wheatstone (ponte completo per celle di carico).
TestIn condizioni del mondo reale e calibrate.
Affrontando sistematicamente questi fattori, è possibile ottimizzare le prestazioni, l'affidabilità e la longevità del trasduttore.
