Array ( [0] => 14769171 [id] => 14769171 [1] => cswiki [site] => cswiki [2] => Tenzometr [uri] => Tenzometr [3] => [img] => [4] => [day_avg] => [5] => [day_diff] => [6] => [day_last] => [7] => [day_prev_last] => [8] => Tenzometr je zařízení nebo senzor používaný k měření změn mechanického napětí nebo tlaku. Jedná se o citlivý prvek, který přeměňuje mechanické napětí na elektrický signál. Tenzometry jsou obvykle tvořeny tenkou kovovou páskou, která se umístí na povrch materiálu, jehož napětí se má měřit. Když je materiál vystaven mechanickému napětí, dochází ke změně elektrického odporu tenzometru. Tuto změnu lze pak měřit a analyzovat. Tenzometry se běžně používají pro měření napětí ve strojírenství, stavebnictví, automobilovém průmyslu a dalších odvětvích. Mohou být součástí dynamometru, protiláhlových zařízení, senzorů pro napínání šroubů a dalších aplikací. Existuje několik typů tenzometrů, které se liší ve své konstrukci a citlivosti na změny napětí. Tenzometry jsou důležitým nástrojem pro měření a kontrolu mechanických vlastností materiálů a konstrukcí. Používají se při testování pevnosti materiálů, vývoji nových produktů, výzkumu a vývoji, průmyslové automatizaci a dalších oblastech. Jejich přesnost a spolehlivost zajišťuje kvalitu výrobků a zabraňuje poruchám a nehodám. [oai] => Tenzometr je zařízení nebo senzor používaný k měření změn mechanického napětí nebo tlaku. Jedná se o citlivý prvek, který přeměňuje mechanické napětí na elektrický signál. Tenzometry jsou obvykle tvořeny tenkou kovovou páskou, která se umístí na povrch materiálu, jehož napětí se má měřit. Když je materiál vystaven mechanickému napětí, dochází ke změně elektrického odporu tenzometru. Tuto změnu lze pak měřit a analyzovat. Tenzometry se běžně používají pro měření napětí ve strojírenství, stavebnictví, automobilovém průmyslu a dalších odvětvích. Mohou být součástí dynamometru, protiláhlových zařízení, senzorů pro napínání šroubů a dalších aplikací. Existuje několik typů tenzometrů, které se liší ve své konstrukci a citlivosti na změny napětí. Tenzometry jsou důležitým nástrojem pro měření a kontrolu mechanických vlastností materiálů a konstrukcí. Používají se při testování pevnosti materiálů, vývoji nových produktů, výzkumu a vývoji, průmyslové automatizaci a dalších oblastech. Jejich přesnost a spolehlivost zajišťuje kvalitu výrobků a zabraňuje poruchám a nehodám. [9] => [is_good] => [10] => [object_type] => [11] => 0 [has_content] => 0 [12] => [oai_cs_optimisticky] => ) Array ( [0] => [[Soubor:drátkový tenzometr.JPG|náhled|Drátkový tenzometr. Měří prodloužení ve směru drátků (zde svisle). Krátké příčné úseky mají na citlivost zanedbatelný vliv]] [1] => [[Soubor:Strain gauge.svg|náhled|Tenzometr fóliový]] [2] => [3] => V současnosti obvyklý elektrický '''tenzometr''' je [[pasivní součástka|pasivní]] [[elektrotechnika|elektrotechnická]] [[součástka]], používaná jako [[senzor]] k nepřímému [[měření]] [[Mechanické napětí|mechanického napětí]] na povrchu součásti prostřednictvím měření její [[Pružnost#Napětí a deformace|deformace]]. [4] => [5] => Souvislost deformace materiálu s působící silou (v určitém rozsahu sil je to přímá úměrnost) byla objevena v roce [[1676]] [[Robert Hooke|Robertem Hookem]] a postupně zpřesňována až do podoby dnešního [[Hookův zákon|Hookova zákona]], který je fyzikální podstatou tenzometrických měření. [6] => [7] => == Použití == [8] => Elektrický tenzometr patří mezi převodníky sloužící k elektrickému měření neelektrických [[veličina|veličin]]. Jako součást měřicího řetězce – tedy vždy spolu s dalšími přístroji – se tenzometry používají ve dvou oblastech: [9] => * pro zjišťování a analýzu namáhání konstrukčních prvků (např. vlivu tvarových podrobností na pevnost), [[Součástka|součástí]] i celých konstrukcí (svařence jako jsou tlakové nádoby či karosérie vozidel, rámy strojů, mostní konstrukce, …) [10] => ** ve vývoji a konstrukci pro praktické ověření návrhu konstrukce v simulovaných i reálných podmínkách [11] => ** v praxi pro ověření skutečného provozního zatížení konstrukce [12] => * jako pevně zabudovaná součást jiných přístrojů a zařízení, kde měřenou veličinou je často síla: tenzometrické [[siloměr]]y, jim podobné tenzometrické [[váhy]], jako čidla pro [[Diagnóza|diagnostiku]] poruch, deformační tlakoměry apod. [13] => [14] => Obor, který využívá měření materiálové deformace ke studiu napjatosti, se nazývá '''tenzometrie'''.[[Malá československá encyklopedie]], heslo: Tenzometrie, VI. svazek Š-Z, vydala [[Academia]], nakladatelství [[Československá akademie věd|ČSAV]], Praha 1987, S. 159. 02/76-0605-21-095-87http://www.youlexicon.com/language/czech/default.aspx?page=7828{{Nedostupný zdroj}} Youexikon [15] => [16] => == Popis tenzometru a druhy == [17] => Dříve používané mechanické,[[Malá československá encyklopedie]], heslo: Tenzometr, VI. svazek Š-Z, vydala [[Academia]], nakladatelství [[Československá akademie věd|ČSAV]], Praha 1987, S. 159 02/76-0605-21-095-87 optické ale i akustické a pneumatické tenzometry byly vytlačeny tenzometry elektrickými '''odporovými''' a '''polovodičovými''', což jsou pasivní čidla nalepená na povrchu součásti (páskové tenzometry) nebo pevně spojená s měřeným tělesem (průmyslové tenzometry pro váhy, trvalé sledování mostních konstrukcí), která převádějí mechanickou deformaci na změnu [[Elektrický odpor|elektrického odporu]]. První elektrické tenzometry byly použity kolem roku [[1938]] pro studium deformací [[lokomotiva|lokomotivních]] součástek. Byly to tenzometry kovové drátkové. [18] => [19] => Vodič o délce '''l''' a průřezu '''S''' z materiálu s [[měrný elektrický odpor|měrným elektrickým odporem]] '''ρ''' má odpor: [20] => [21] => R=\rho\cdot\frac{l}{S} [22] => [23] => Je-li vodič tenzometru pevně spojený s povrchem měřeného namáhaného objektu, má stejné deformace jako objekt. Tedy při natahování se zvětšuje jeho délka, zmenšuje průřez a podle použitého materiálu se mění i jeho [[měrný elektrický odpor]]. U ''kovových odporových tenzometrů'' je [[měrný elektrický odpor]] jejich materiálu prakticky nezávislý na deformaci, tedy veličina '''ρ''' je konstantní. Na změny odporu kovového tenzometru mají pak vliv jen rozměry jeho vodiče. U ''polovodičových odporových tenzometrů'', v nichž vodičem je například křemíkový pásek, se výrazněji projevuje piezorezistivní jev, tj. závislost [[měrný elektrický odpor|měrného odporu]] '''ρ''' na mechanické deformaci. [24] => [25] => [[Soubor:DMS Messrosette.jpg|náhled|vpravo|Tenzometrická růžice]] [26] => Pro snímání deformace ve více směrech jsou vyráběny tenzometry s více vzájemně natočenými mřížkami na jedné podložce – '''tenzometrické růžice'''. K úplnému určení napjatosti v daném místě povrchu jsou zapotřebí tři mřížky; dva základní druhy růžic mají rozložení mřížek buď 0°–120°–240° nebo 0°–45°–90°. Jednotlivé mřížky jsou vzájemně galvanicky odděleny (izolovány). [27] => [28] => === Kovový tenzometr === [29] => Kovové odporové tenzometry mají obvykle vodič z [[konstantan]]u (kvůli malé závislosti jeho odporu na změnách teploty). Pro splnění různých požadavků na vlastnosti tenzometrů se ale používají i jiné kovové materiály. [30] => [31] => Drátky tenzometru mívají průměr kolem 0,01 mm, jsou přilepeny na nevodivé podložce (speciální papír) a jejich konce jsou s přívodními vodiči spojeny svařením. [32] => [33] => Kromě drátkových se často používají tenzometry fóliové, u nichž je vodičem kovová fólie (tloušťky kolem 0,001 mm) na nosné izolační podložce. [34] => [35] => Tenzometr se přilepí na povrch měřeného objektu speciálním lepidlem. Spojení se nesmí utrhnout v celém rozsahu měřených deformací. Pro zvýšení odporu tenzometru (na hodnotu vhodnou pro připojení k vyhodnocovacímu přístroji) a zachování jeho přijatelné délky (pro bodové měření deformace) má tenzometr více rovnoběžných úseků vodiče spojených příčnými úseky. Krátké příčné úseky s větším průřezem jsou málo citlivé na deformaci kolmou na podélnou osu měření. Je-li měřená deformace objektu vyjádřena poměrným prodloužením jeho povrchu \varepsilon = \frac{ \Delta l}{l}, pak poměrná změna odporu kovového tenzometru je: [36] => [37] => \frac{\Delta R}{R0} = k \cdot \varepsilon, kde: [38] => [39] => * '''R0''' je odpor tenzometru při výchozím mechanickém zatížení [40] => * '''∆R''' je přírůstek odporu tenzometru při poměrném prodloužení '''ε''' [41] => * '''k''' je konstanta vyjadřující vlastnosti tenzometru (jeho citlivost). [42] => [43] => U [[konstantan]]ového tenzometru mívá k hodnotu kolem k = 2. Závislost změny odporu na deformaci je tedy u kovových tenzometrů lineární. Používají se pro měření deformací s ε rovným až 2000 μm/m, kdy je ještě zaručena stálost vlastností nalepeného tenzometru. [44] => [45] => === Polovodičový tenzometr === [46] => '''Polovodičové tenzometry''' jsou tvořeny páskem vyříznutým z monokrystalu polovodiče (křemíku, germania aj.) ''znečistěného'' difuzí jiného materiálu. Mechanické namáhání [[krystalická mřížka|krystalické mřížky]] ovlivňuje výrazně pohyblivost nosičů náboje a tím i [[měrný elektrický odpor|měrný odpor]] materiálu tenzometru. Podle typu ''znečištění'' odpor materiálu s deformací roste, nebo klesá. [47] => [48] => U polovodičového tenzometru je závislost poměrné změny odporu na prodloužení vyjádřena rovnicí: [49] => [50] => \frac{\Delta R}{R0} = k_1 \cdot \varepsilon + k_2 \cdot \varepsilon^2, [51] => [52] => kde '''k1''','''k2''' jsou konstanty vyjadřující vlastnosti tenzometru (jeho citlivost). Jejich velikost a znaménko lze v širokém rozsahu měnit druhem a koncentrací ''znečišťujících'' příměsí. U polovodičových tenzometrů je tedy závislost změny odporu na deformaci nelineární (kvadratická). Typické hodnoty konstant mohou být k1 = +130, k2 = +2500 (při ''znečištění'' [[Bor (prvek)|borem]]). [53] => [54] => Křemíkový pásek má typicky tloušťku v setinách mm, šířku v desetinách mm a délku v jednotkách mm. Citlivost polovodičového tenzometru je až o dva řády vyšší, než u kovového tenzometru. Dolní velikost měřených deformací začíná u μ = 10−6 (to jest 1μm na 1m) [55] => [56] => [[Difuze|Difuzí]] nečistot lze vytvořit tenzometrickou strukturu přímo na deformačním tělese snímače (například na křemíkové membráně snímače tlaku). Tyto metody pronikly i do [[mikromechanika|mikromechaniky]], kdy je nosník nesoucí setrvačnou hmotu snímače zrychlení součástí [[čip]]u s vyhodnocovacími obvody. [57] => [58] => Kromě [[monokrystal]]ických existují i polykrystalické (naprašované) polovodičové tenzometry, [59] => [60] => Lepidlo pro lepení tenzometrů musí zajišťovat spojení tenzometru s povrchem měřeného objektu a elektricky izolovat tenzometr od objektu. Po vytvrzení vytváří lepidlo určité předpětí, takže při snímání stlačení je tenzometr jen méně natahován. [61] => [62] => == Rušivé vlivy působící při měření s tenzometry == [63] => '''[[Teplota]]'''. [[Teplota]] ovlivňuje nejen vodivost materiálu tenzometru, ale její změna způsobuje i teplotní roztažnost tenzometru. Nejčastějším způsobem kompenzace vlivu teploty je vhodné spojení více tenzometrů do můstku. Proud tekoucí tenzometrem z vyhodnocovacích obvodů musí být také zvolen dostatečně malý, aby tenzometr zahříval jen zanedbatelně. [64] => [65] => '''Tečení ([[creep]])'''. Tenzometr, na který působí konstantní mechanické zatížení, po čase ztrácí citlivost. Je to způsobeno jevy v materiálech tenzometru, měřeného objektu a lepidla. [66] => [67] => '''Příčná citlivost'''. Je nejvyšší u drátkových tenzometrů. U tenzometrů použitých ve snímačích je vliv příčné citlivosti již zahrnut do [[kalibrace|cejchování]]. [68] => [69] => '''[[Hystereze]]'''. Samotný tenzometr má obvykle zanedbatelnou hysterezi. Větší [[hystereze|hysterezi]] může vykazovat materiál, na který je tenzometr nalepen. [70] => [71] => '''[[Vlhkost]]'''. Hygroskopická nosná podložka mění s obsahem vody své rozměry. Také některá lepidla mění s vlhkostí své vlastnosti. Po nalepení tenzometru je třeba jej překrýt ochranou proti vlhkosti. Pro tento účel se užívá i včelí vosk. [72] => [73] => '''[[Elektromagnetické pole]]'''. Elektrickou složku pole lze snadno odstínit. Problémy může způsobovat silné střídavé [[magnetické pole]] a s ním spojená [[elektrická indukce|indukce]] v přívodních kabelech. [74] => [75] => Vyhodnocení [[signál]]u z tenzometrů. Nejčastěji se tenzometry spojují do [[Wheatstoneův můstek|Wheatstoneova můstku]]. Přístroje pro připojení tenzometrů v sobě obsahují odpory pro doplnění můstku. [76] => Tenzometry jsou běžně vyráběny ve standardní řadě hodnot odporů, 120, 300, nebo 600 [[Ohm]]ů. [77] => Používá se napájení tenzometrů stejnosměrným i střídavým proudem. Výhodou střídavého napájení je snadné odstranění vlivu velmi pomalých rušivých změn (teploty apod.). Velikost [[modulace|nosné frekvence]] ovšem omezuje snímaný frekvenční rozsah měřeného děje. [78] => [79] => == Dynamika měření == [80] => Proměnné mechanické namáhání se v materiálu pod tenzometrem šíří ve formě [[mechanické vlnění|mechanického vlnění]]. Pokud by ve speciálním případě byla [[vlnová délka]] tohoto vlnění právě rovna délce tenzometru, výstupní [[signál]] tenzometru by byl nulový (polovina tenzometru natažena, druhá polovina stejně stlačena). [81] => [82] => Tenzometr ve snímači je nalepen na deformační element (nosník, [[membrána]]), jehož vlastní mechanická [[vlastní frekvence|frekvence]] kmitání musí být dostatečně vysoká, aby element stačil změny měřené veličiny sledovat. [83] => [84] => Třetím vlivem omezujícím dynamiku měření je již zmíněná velikost [[modulace|nosné frekvence]] napájecího proudu. [85] => [86] => == Zásady při použití tenzometrů k měření mechanického napětí == [87] => [[Soubor:Nalepeny tenzometr.jpg|náhled|Fóliový tenzometr v typickém umístění na ocelové konstrukci, chráněný včelím voskem, připravený k měření.]] [88] => [89] => Mechanické napětí nelze měřit přímo, a proto se přepočítává ze změřené deformace. K tomu je nutná znalost modulu [[pružnost]]i zkoumaného materiálu, při analýze plošné napjatosti také jeho [[Poissonova konstanta (mechanika)|Poissonova konstanta]]. Protože jde o konstanty, zjištěné hodnoty napětí jsou platné jen v oblasti jeho lineární závislosti na relativní deformaci. Při plánování [[experiment]]u a interpretaci jeho výsledků to experimentátor má na zřeteli: do programu zkoušky se zařazují cykly zatížení a odlehčení tak, aby pokud došlo ke zplastizování materiálu, projevilo se to po odlehčení jako zbytkové napětí (prvotně samozřejmě deformace). Hodnota "napětí" při příslušném zatížení je jen fiktivní a experimentátor ji označí jako neplatnou. [90] => [91] => Přepočet deformace na mechanické napětí se v praxi obvykle děje analogově, nastavením konstantního zesílení měřicího [[zesilovač]]e, takže uvedené skutečnosti nejsou příliš zjevné. Přístroje navenek udávají mechanické napětí, po překročení meze úměrnosti tedy jen fiktivní. [92] => [93] => == Odkazy == [94] => === Reference === [95] => [96] => [97] => === Externí odkazy === [98] => * {{Commonscat}} [99] => * [http://automatizace.hw.cz/clanek/2005111201 Další popis] [100] => * [http://www.hbm.com/fileadmin/mediapool/techarticles/hoffmannbook/hoffmann-buch_print.pdf Příručka tenzometrie ke stažení, šířená výrobcem HBM. Vydána též tiskem: Hoffmann, Karl: Eine Einführung in die Technik des Messens mit Dehnungsmeßstreifen. Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH, Darmstadt, 1987 (de)]{{Nedostupný zdroj}} [101] => * [https://web.archive.org/web/20160304203518/http://www.mdcr.cz/NR/rdonlyres/93A84524-4CE6-4A7D-8477-158717F9175E/0/32006D0861naklvozy.pdf Rozhodnutí Komise 2006/861/ES ze dne 28. července 2006 o technické specifikaci pro interoperabilitu subsystému „Kolejová vozidla – nákladní vozy" transevropského konvenčního železničního systému.] Příklad právního předpisu, který stanovuje povinnost provést pevnostní zkoušku výrobku (zde rámu podvozku železničního nákladního vozu) s využitím tenzometrie a stanovuje (v bodě 6.1.3.2.1 a příloze J) postup takové zkoušky. [102] => * [http://electricalschool.info/spravochnik/izmeren/428-tenzometricheskie-izmeritelnye.html Tenzometry - tenzometrické měřicí převodníky] [103] => {{Autoritní data}} [104] => [105] => [[Kategorie:Měřicí přístroje]] [] => )
good wiki

Tenzometr

More about us

About

Expert Team

Vivamus eget neque lacus. Pellentesque egauris ex.

Award winning agency

Lorem ipsum, dolor sit amet consectetur elitorceat .

10 Year Exp.

Pellen tesque eget, mauris lorem iupsum neque lacus.

You might be interested in

,'měrný elektrický odpor','konstantan','modulace','Teplota','signál','mechanické vlnění','čip','krystalická mřížka','Diagnóza','Difuze','Hystereze','creep'

Čip

Diagnóza

Difuze

Difuze je fyzikální jev, který popisuje rozptyl částic či energie v prostředí.

Hystereze

Konstantan

Modulace

Signál

Teplota