Fizičko-tehnička merenja – Merenje sile, naprezanja i momenta

UVOD

Merenje sile je zastupljeno u robotici, građevinarstvu, električnim mašinama, automobilskoj industriji, medici, petrohemijskoj industriji. Merenje sile može biti kontinualno (potrebno je odrediti tačnu vrednost sile) ili diskretno (detektuje se da li je vrednost sile veća od zadate vrednosti). Merenje sile se preklapa sa merenjem pritiska, ubrazanja, naprezanja. Merenje sile se zasniva na sledećim principima:

• uravnotežavanju nepoznate sile pomoću tegova poznate mase ili elektromagnetnom silom,
• merenjem ubrazanja koje nepoznata sila ispoljava na poznatoj masi,
• merenjem pritiska na poznatoj površini,
• merenjem efekata koja sila stvara na različitim materijalima (npr, menja index prelamanja svetlosti).

Senzori sile su najčešće kompleksni

MERNE TRAKE I MERNE ĆELIJE

Merne trake – elastični otporni senzori. Relativna promena otpornosti u prvoj aproksimaciji je linearno srazmerna naprezanju: ΔR/R = kΔl/l.  Aproksimacija važi za ΔR/R < 2%.  k – osetljivost mernih traka, za metale najčešće oko 2, ali može ići i do 6 za Pt. Za Si zavisi od dopiranja, a može dostići i vrednost od čak 150. Nominalna otpornost najčešće oko 100 Ω.  Poželjno je da termički koeficijent širenja materijala na koji su zalepljene i termički koeficijnt širenja samih merni traka bude približno isti. Najčešće se povezuju u Vitstonov most. Izlazni signal Vitstonovog mosta vodi se na instrumentacioni pojačavač. Poželjno je da poseduju što veću dužinu, a što manji poprečni preseke, kako bi osetljivost bili veća.