Cảm Biến Đo Biến Dạng

Trong xã hội hiện đại, máy móc và các cấu trúc cần thiết để đảm bảo cuộc sống an toàn và suôn sẻ, yêu cầu xác nhận chức năng và độ an toàn. Các cảm biến đo biến dạng đóng vai trò quan trọng trong việc phát hiện và đo lường biến dạng và ứng suất, từ đó đảm bảo sự an toàn cho các cơ sở này.

Cảm biến đo biến dạng là thiết bị cơ bản giúp đảm bảo sự an toàn của các cơ sở bằng cách phát hiện và đo lường biến dạng và ứng suất.

Lịch sử của cảm biến đo biến dạng bắt đầu từ năm 1938 khi Simmons và Ruge thiết kế loại kết dính đầu tiên ở Mỹ. Đến năm 1962, Công ty SHOWA tại Nhật Bản sản xuất loại lưới foil đầu tiên. Những thiết bị này rất cần thiết để đánh giá độ bền và các đặc tính của vật liệu như kim loại, cao su, nhựa, và gốm sứ.

Cấu Trúc Cơ Bản

Cảm biến đo biến dạng gồm một lớp màng foil kim loại dày vài micron, gắn vào tấm cách điện như polyimide hoặc polyester. Các nhà sản xuất dùng phương pháp khắc ảnh để cắt foil thành hình dạng cảm biến, sau đó chỉnh sửa để đạt giá trị điện trở tiêu chuẩn, đáp ứng yêu cầu của cảm biến.

Với các ứng dụng thông thường, các nhà sản xuất phân loại yếu tố điện trở nhiệt của màng foil thành ba nhóm. Những nhóm này tương ứng với các yếu tố giãn nở nhiệt của ba loại vật liệu phổ biến: thép nhẹ (11ppm), thép không gỉ (16ppm), và hợp kim nhôm (23ppm). Nhờ vậy, cảm biến đo biến dạng có thể tự bù trừ nhiệt độ khi đặt hàng.

Thông Số Kỹ Thuật Tiêu Chuẩn

Bảng phân loại cơ sở cảm biến đo biến dạng theo vật liệu: polyester (dòng FA) và polyimide (dòng MA).

Dòng FA, với nhiều loại và thông số kỹ thuật đa dạng, hoàn hảo cho các phép đo biến dạng thông thường trong phạm vi rộng. Ngược lại, dòng MA xuất sắc trong các phép đo nhiệt độ trung bình và cao và phù hợp với các cảm biến công nghiệp hoặc khoa học.

Bảng liệt kê tên các mẫu, định mức, kích thước, phản ứng tần số, và khối lượng (tính bằng mm).

Thông Số Kỹ Thuật	Dòng FA	Dòng MA	Đơn Vị và Ghi Chú
Chiều Dài Cảm Biến	0.3mm đến 60mm	0.3mm đến 60mm	tiêu chuẩn
Điện Trở Cảm Biến	Trong khoảng ±0.3% của điện trở danh định	Trong khoảng ±0.3% của điện trở danh định	120Ω đến 1000Ω
Vật Liệu Foil	A: Hợp kim Cu-Ni	A: Hợp kim Cu-Ni
Vật Liệu Đế	Polyester	Polyimide
Hệ Số Cảm Biến	2.00 (Danh định)	2.00 (Danh định)	1.90 đến 2.10
Độ Biến Dạng Đo Được	Tối đa 2 đến 4%	Tối đa 2 đến 4%	Lên đến 10% với biến dạng chảy
Phạm Vi Nhiệt Độ	-30°C đến +80°C	-30°C đến +180°C	Phạm vi nhiệt độ bù
Đầu Ra Nhiệt	±2µst/°C (RT đến +80°C)	±2µst/°C (RT đến +160°C) ±5µst/°C (+160°C trở lên)
Thay Đổi Hệ Số Cảm Biến với Nhiệt Độ	±0.015%/°C	±0.015%/°C	Tham khảo “Thông Tin Kỹ Thuật”
Tuổi Thọ Mỏi	Hơn 1×10^5 lần đảo chiều	Hơn 1×10^5 lần đảo chiều	ở ±1000×10^6 lần biến dạng
Hệ Số Giãn Nở Tuyến Tính Áp Dụng	Thép thông thường Thép không gỉ Hợp kim nhôm	Thép thông thường Thép không gỉ Hợp kim nhôm	10.8ppm/°C 16.2ppm/°C 23.4ppm/°C

Cấu Hình

Công ty TNHH Thiết Bị Đo Lường Showa chỉ định các cảm biến đo biến dạng của mình dựa trên các mẫu lưới cơ bản và các ký hiệu bổ sung cho biết vật liệu của giá đỡ lưới, vật liệu foil, chiều dài lưới và các đặc tính khác.

Dây dẫn song song của các cảm biến đo biến dạng đơn trục thường có màu xanh lá cây với ký hiệu “E”. Màu vinyl có thể thay đổi khi cần thiết.

Đối với các cảm biến đo biến dạng hai trục, dây dẫn có màu xanh lá cây (ký hiệu: “E”) và màu đỏ (ký hiệu: “R”).

Các cảm biến đo biến dạng ba trục có dây dẫn song song màu xanh lá cây (“E”), màu đỏ (“R”), và màu trắng (“W”).

Tuy nhiên, các ký hiệu của chúng, như VS1 hoặc VS3, không bao gồm các ký hiệu màu này.