Czujniki oporowe – rodzaje

Czujniki wężykowe

Najpopularniejszymi czujnikami oporowymi są tzw. czujniki kratowe oraz wężykowe (uprawnienia architektoniczne 2022).

Czujnik wężykowy buduje się zgodnie ze schematem, który opracował Ruge. Składa się on z szeregu równoległych drucików, które mają kształt wielokrotnego wężyka. Taki drucik nakleja się na cienki papier lub folię z plastiku. Mają one odpowiedni format. Z drugiej strony drucika nakleja się taka samą warstwę papieru bądź plastiku. Czasami może też być tak, że strona zewnętrzna drucika może być pokryta klejem, który jest dielektrykiem.

Do końców drucika dołącza się końcówki czujnika. Wykonuje się je z miedzianego drutu. Przewody, które łączą czujnik z aparaturą pomiarową, są dolutowane do tych końcówek.

Ten typ czujnika charakteryzuje się tym, że jest wrażliwy na odkształcenia prostopadłe do jego długości. Czasami może jednak prowadzić to do błędów, które można wyjaśnić np. dla przypadku osiowego rozciągania.

Podczas naklejenia czujnika wzdłuż osi pręta przyrost AR, który zmierzono, będzie zawierać zmianę oporności. Wywołano to rozciąganiem równoległych drucików. Wielkość błędu będzie wówczas zależeć od:

– stosunku długości odcinków równoległych czujnika do długości odcinków poprzecznych,

– liczby Poissona dla materiału badanego elementu,

– charakteru pola naprężeń.

Czujniki kratowe

Czujniki kratowe to tensometry, które pozbawiono wrażliwości na odkształcenie poprzeczne. Opracował je Gustafsson (jak wygląda egzamin na uprawnienia architektoniczne). Czujniki te składają się z szeregu drucików oporowych, które są równolegle ułożone. Łączą się one w kierunku poprzecznym sztywniejszymi odcinkami tasiemki. Tasiemkę tę wykonano z materiału, który charakteryzuje się mniejszą opornością właściwą.

Czujniki kratowe produkuje się o:

– różnych bazach: 5-70 mm,

– oporach nominalnych.

Inne rodzaje czujników

Czujniki z folii są najnowszymi typami czujników oporowych. Wykonuje się je z folii, która jest ze stopu miedzi i niklu bądź złota i srebra. Dzięki wytrawieniu i zatopieniu w plastiku udaje się uzyskać odpowiedni kształt tensometru. Dodatkowo produkuje się tzw. rozety tensometryczne. Wykorzystuje się je w sytuacji, kiedy nie zna się kierunków naprężeń głównych w danym punkcie. Oprócz tego produkuje się również czujniki do badań specjalnych.

Czujniki, które nakleja się na wewnętrznych powierzchniach specjalnych kapsułek lub zatopią się w żywicach służą do pomiaru odkształceń np. w masie betonu. Dzięki tym kapsułkom czujniki zabezpiecza się od zniszczenia i wpływu wilgoci (testy 2021 uprawnienia). Wyznaczenie odkształcenia betonu jest możliwe na skutek pomiaru odkształceń materiału kapsułki. Należy jednak pamiętać o tym, żeby wziąć pod uwagę koncentrację na skutek wprowadzenia do betonu kapsułki. Warto wiedzieć też, że wszystkie czujniki oporowe są czujnikami jednokrotnego użycia. Oznacza to, że jeżeli raz się je naklei, to nie można ich użyć ponownie do badań w innym punkcie. Dodatkowo z tego względu, że są wrażliwe na wilgoć, konieczne jest ich izolowanie od wpływu atmosfery.

Charakteryzacja czujników

Praktycznie każdy czujnik oporowy należy charakteryzować poprzez podanie:

– stałej czujnika k,

– oporu czujnika R,

– wymiarów geometrycznych.

Stałą czujnika wyznacza się wyłącznie doświadczalnie dla niektórych czujników. Jest to stała dla wszystkich czujników danej wyprodukowanej partii oraz typu.

Zanim czujniki przyklei się do badanych próbek, trzeba je wcześniej oczyścić oraz odtłuścić. Wykorzystuje się do tego specjalne kleje. W przypadku czujników, które pracują w normalnych warunkach, wykorzystuje się kleje acetonowo-celulozowe. Z kolei w przypadku czujników, które pracują w wysokich temperaturach, konieczne jest zastosowanie klejów specjalnych,

Środki zabezpieczające są niezbędne do tego, żeby zabezpieczyć czujniki od wpływów atmosfery oraz środowiska. Zabezpieczenie polega na tym, że można powlec naklejone tensometry woskiem bądź tworzywami sztucznymi, a także na umieszczeniu czujników w specjalnych obudowach z metalu.

Dowiedz się więcej na temat uprawnień budowlanych!