Определение силоизмерительного тензорезисторного датчика

В соответствии со стандартом, силоизмерительные тензорезисторные приборы преобразуют измеряемую деформацию упругого элемента в электрический сигнал. По типу конструкции и принципу передачи деформации оборудование разделяется на несколько групп, которые:

• используют клеевую основу, когда деформации от упругого элемента передаются фольговым или проволочным тензорезисторам через клей, цемент или другой материал;
• используют бесклеевую основу, когда деформации от упругого элемента передаются проволочным тензорезисторам напрямую без промежуточных связующих слоев;
• имеют универсальное исполнение, позволяющее без дополнительных переналадок использовать прибор для измерения как сил сжатия, так и сил растяжения.

Классификация датчиков по категориям точности

Для систематизации требований стандарт разделяет приборы по номинальным нагрузкам и категориям точности. Значение категории точности датчика является числовым выражением его метрологических характеристик:

• прецизионный диапазон (категории от 0,02 до 0,06), устанавливающий пределы нелинейности и гистерезиса в интервале от ±0,02 % до ±0,06 % от номинального значения, используемый для эталонных и особо точных измерений;
• высокоточный диапазон (категории от 0,10 до 0,20), ограничивающий нелинейность и гистерезис значениями от ±0,10 % до ±0,20 %, применяемый в точных технологических весовых системах;
• средний технологический диапазон (категории от 0,25 до 0,60), для которого предел допускаемых погрешностей по нелинейности и гистерезису составляет от ±0,25 % до ±0,60 %;
• обычный промышленный диапазон (категории 1,00 и 2,00), допускающий нелинейность и гистерезис в пределах одного и двух процентов соответственно и предназначенный для грубых измерений.

Нормативная терминология и устранение метрологических ошибок

Использование точного понятийного аппарата имеет определяющее значение для технической документации, поэтому в соответствии с ГОСТ 28836-90 устанавливается строго выверенная система терминов:

• рабочий коэффициент передачи (обозначаемый как РКП), определяемый как разность выходного сигнала и начального сигнала, отнесенная к напряжению питания при номинальной нагрузке (вместо некорректного термина «чувствительность»);
• начальный коэффициент передачи (обозначаемый как НКП), под которым понимается выходной сигнал ненагруженного датчика, не превышающий 2,5 % от номинального значения РКП (вместо некорректного понятия «нулевой разбаланс»);
• категория точности датчика, представляющая собой числовое обозначение комплекса его метрологических свойств (вместо термина «класс точности», который стандарт относит к готовому весоизмерительному прибору в целом);
• предел допускаемых значений составляющих погрешностей, к которым относятся нелинейность, гистерезис и среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности (вместо размытого понятия «допустимая погрешность»);
• ось тензорезисторного датчика силы, определяющая расчетное направление, с которым должен совпадать вектор измеряемой силы для обеспечения паспортной точности (вместо некорректного термина «ось симметрии»).

Метрологическая специфика тяжелого весостроения

Для тяжелых промышленных систем взвешивания, таких как автомобильные и железнодорожные весы, стандарт накладывает жесткие рамки:

• устойчивость к перегрузкам, при которой приборы должны полностью сохранять свои метрологические свойства после кратковременного воздействия нагрузки, превышающей номинальную на 25 %;
• компенсация угловых отклонений, гарантирующая работоспособность прибора в пределах допускаемых погрешностей при отклонении измеряемой силы от продольной оси на угол до 0,5 градуса включительно;
• строгое нормирование ухода параметров, включая изменение начального сигнала и чувствительности датчика при изменении температуры окружающей среды на каждые 10 °С;
• высокое электрическое сопротивление изоляции, которое для клеевых моделей должно быть не менее 1000 МОм в нормальных условиях и не менее 200 МОм после температурно-влажностных испытаний.

Часто задаваемые вопросы