Электрон тэнцвэржүүлэлтийн механикийг судлах нь: Ачааллын эсүүд, мэдрэгчүүд болон дэлгэцийн төхөөрөмжүүд

Гарчгийн хүснэгт

1. Оршил

2. Ачааллын эсүүд

2.1 Хэмжих хэмжигч ачааллын эсүүд

2.1.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

2.1.2 Хэрэглээ

2.2 Пьезоэлектрик ачааллын эсүүд

2.2.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

2.2.2 Хэрэглээ

3. Мэдрэгч

3.1 Хэт ачааллын мэдрэгч

3.1.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

3.1.2 Хэрэглээ

3.2 Багтаамжийн мэдрэгч

3.2.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

3.2.2 Хэрэглээ

4. Дэлгэцийн нэгжүүд

4.1 Аналог дэлгэцүүд

4.1.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

4.1.2 Хэрэглээ

4.2 Дижитал дэлгэцүүд

4.2.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

4.2.2 Хэрэглээ

5. Дүгнэлт

1. Оршил

Цахим жинлүүр нь жин болон массыг хэмжих арга барилыг хувьсгал хийсэн. Эдгээр нь механик харьцуулалттай харьцуулахад хосгүй нарийвчлал, нарийвчлал, ашиглахад хялбар байдлыг санал болгодог. Энэхүү нийтлэлд электрон жинлүүрийн механикийг судалж, ачааллын мэдрэгч, мэдрэгч, дэлгэцийн нэгж гэсэн гурван чухал бүрэлдэхүүн хэсэгт анхаарлаа хандуулсан болно. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ойлгох нь электрон жинлүүрийн үйл ажиллагааны зарчим, гүйцэтгэл, хэрэглээг ойлгоход чухал ач холбогдолтой. Лабораторийн орчин, үйлдвэрлэлийн орчин, тэр ч байтугай өдөр тутмын амьдралд электрон жинлүүр нь нарийн хэмжилт хийхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

2. Ачааллын эсүүд

2.1 Хэмжих хэмжигч ачааллын эсүүд

Ороомог хэмжигч ачааллын эсүүд нь электрон тэнцвэрт хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг ачааллын эсүүдийн төрөл юм. Эдгээр ачааллын эсүүд нь омог буюу хэрэглэсэн хүчний нөлөөгөөр объектын деформацийн зарчимд суурилдаг. Ороомог хэмжигч нь омогт өртөх үед цахилгаан эсэргүүцлийн бага зэргийн өөрчлөлтийг хэмждэг мэдрэмтгий төхөөрөмж юм. Ороомог хэмжигч ачааллын эсүүд нь Уитстоун гүүрний тохиргоонд холбогдсон олон омог хэмжигчийг агуулдаг бөгөөд энэ нь хэмжилтийн нарийвчлалыг нэмэгдүүлдэг.

2.1.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

Ороомог хэмжигч ачааллын эсүүд нь ихэвчлэн металлаар хийгдсэн, ороомог хэмжигч суурилуулсан ачааллын даацын элементээс бүрдэнэ. Ачааллыг ачааллын эсэд өгөх үед металл элемент нь ороомогт орж, ороомог хэмжигчийг деформацид оруулдаг. Энэхүү деформаци нь ороомог хэмжигчдийн цахилгаан эсэргүүцлийг өөрчилдөг бөгөөд үүнийг хэмжиж, жин эсвэл хүчний заалт болгон хувиргаж болно. Ороомог хэмжигч ачааллын эсийн цахилгаан гаралт нь ихэвчлэн бага байдаг тул нарийвчлалтай хэмжилт хийхийн тулд олшруулалт болон дохионы тохиргоог шаарддаг.

2.1.2 Хэрэглээ

Осол хэмжигч ачааллын эсүүд нь лабораторийн судалгаа, материалын туршилт, үйлдвэрлэлийн жинлэлтийн жин, үйлдвэрлэлийн процесс зэрэг янз бүрийн салбарт хэрэглэгдэж байна. Эдгээр нь статик болон динамик ачааллыг хоёуланг нь нарийвчлалтай хэмжих чадвартай тул нарийвчлал чухал ач холбогдолтой хэрэглээнд тохиромжтой.

2.2 Пьезоэлектрик ачааллын эсүүд

Пьезоэлектрик ачааллын эсүүд нь пьезоэлектрик эффектийг ашигладаг бөгөөд энэ нь зарим материалууд механик стрессд өртөх үед цахилгаан цэнэг үүсгэдэг. Эдгээр ачааллын эсүүд нь хэрэглэсэн жин эсвэл хүчийг цахилгаан цэнэг болгон хувиргадаг бөгөөд үүнийг хэмжиж, тоон үзүүлэлтээр илэрхийлж болно.

2.2.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

Пьезоэлектрик ачааллын элемент нь хоёр металл хавтангийн хооронд хавчуулагдсан нэг буюу хэд хэдэн пьезоэлектрик талст эсвэл керамикаас бүрдэнэ. Хүч эсвэл жинд өртөх үед талстууд нь хэрэглэсэн стресстэй пропорциональ цахилгаан цэнэг үүсгэдэг. Энэхүү цахилгаан цэнэгийг тусгай багаж ашиглан хэмжиж, жингийн заалт болгон хөрвүүлж болно.

2.2.2 Хэрэглээ

Пьезоэлектрик ачааллын эсийг динамик хүчний хэмжилт, цохилтын туршилт, хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх хугацаа шаардлагатай хэрэглээнд түгээмэл ашигладаг. Эдгээр нь маш мэдрэмтгий бөгөөд хүчний хурдан өөрчлөлтийг нарийн хэмжиж чаддаг тул ослын туршилт, материалын ядаргааны шинжилгээ, спортын гүйцэтгэлийн шинжилгээ зэрэг хэрэглээнд тохиромжтой.

3. Мэдрэгч

3.1 Хэт ачааллын мэдрэгч

Ороомог хэмжигч мэдрэгч нь маш сайн нарийвчлал, найдвартай байдлаасаа шалтгаалан электрон жинлүүрт өргөн хэрэглэгддэг. Эдгээр мэдрэгч нь ороомог хэмжигч ачааллын элементтэй ижил зарчмаар ажилладаг бөгөөд жин болон хүчний нарийвчлалыг хэмжих боломжийг олгодог.

3.1.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

Ороомог хэмжигч мэдрэгч нь ороомог хэмжигч ачааллын элементтэй төстэй ороомог хэмжигч бэхэлсэн металл элементээс бүрдэнэ. Мэдрэгч дээр хүч эсвэл жин үйлчлэхэд металл элемент нь ороомогт орж, бэхлэгдсэн ороомог хэмжигчийг деформацид оруулдаг. Энэхүү деформаци нь ороомог хэмжигчдийн цахилгаан эсэргүүцлийг өөрчилдөг бөгөөд үүнийг хэмжиж, жин эсвэл хүчний хэмжилт болгон хувиргаж болно.

3.1.2 Хэрэглээ

Осол хэмжигч мэдрэгчийг жинлэлтийн систем, хүч хэмжих төхөөрөмж, үйлдвэрлэлийн автоматжуулалтын процесст өргөн ашигладаг. Эдгээр нь автомашины туршилт, чанарын хяналт, материалын судалгаа гэх мэт хүч эсвэл жингийн нарийн хэмжилт шаарддаг хэрэглээнд нарийвчлалтай, найдвартай заалт өгдөг.

3.2 Багтаамжийн мэдрэгч

Багтаамжийн мэдрэгч нь жин ба хүчийг хэмжих өөр аргыг санал болгодог. Эдгээр мэдрэгч нь хэрэглэсэн ачааллыг тодорхойлохын тулд цахилгаан цэнэгийг хадгалах чадварын хэмжүүр болох багтаамжийн өөрчлөлтийг ашигладаг.

3.2.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

Багтаамжийн мэдрэгч нь диэлектрик материалаар тусгаарлагдсан хоёр зэрэгцээ хавтангаас бүрдэнэ. Мэдрэгч дээр хүч үйлчлэхэд хавтангууд хоорондоо ойртож, тэдгээрийн хоорондох багтаамжийг өөрчилдөг. Багтаамжийн энэхүү өөрчлөлтийг илрүүлж, хэмжиж, жин эсвэл хүчний заалтыг өгдөг.

3.2.2 Хэрэглээ

Багтаамжийн мэдрэгч нь хэрэглээний электроник, автомашин, эмнэлгийн хэрэгсэл зэрэг өргөн хүрээний салбарт хэрэглэгддэг. Эдгээр нь статик болон динамик ачааллыг хэмжихэд тохиромжтой тул мэдрэгчтэй дэлгэц, даралт мэдрэгч систем, робот хүчний хяналт зэрэг хэрэглээнд тохиромжтой.

4. Дэлгэцийн нэгжүүд

4.1 Аналог дэлгэцүүд

Аналог дэлгэц нь жин эсвэл хүчний хэмжилтийг электрон жинд харуулах уламжлалт арга байв. Тэд хэмжсэн утгыг илэрхийлэхийн тулд механик заагч эсвэл залгуур ашигладаг.

4.1.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

Аналог дэлгэцүүд нь араа болон холбоос зэрэг механик угсралтаас бүрдэх бөгөөд ачааллын эс буюу мэдрэгчийн цахилгаан гаралтыг физик хөдөлгөөн болгон хувиргадаг. Дараа нь хөдөлгөөнийг жин эсвэл хүчний хэмжилтийг заагч эсвэл залгуур руу шилжүүлдэг.

4.1.2 Хэрэглээ

Аналог дэлгэцийг уламжлалт жинлэлтийн жин болон үйлдвэрлэлийн төхөөрөмжүүдэд түгээмэл ашигладаг байсан. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн нарийвчлал хязгаарлагдмал, буруу тайлбарлахад хялбар байдлаас шалтгаалан орчин үеийн электрон жинлэлтийн дижитал дэлгэцээр солигдсон.

4.2 Дижитал дэлгэцүүд

Дижитал дэлгэцүүд нь орчин үеийн электрон жинлэлтийн стандарт болсон бөгөөд жин болон хүчний хэмжилтийг нарийвчлалтай, тодорхой, уншихад хялбар болгодог.

4.2.1 Бүтэц ба ажиллах зарчим

Дижитал дэлгэцүүд нь жин эсвэл хүчний заалтыг тоон хэлбэрээр харуулахын тулд LCD эсвэл LED дэлгэц зэрэг электрон эд ангиудыг ашигладаг. Ачааллын эсүүд эсвэл мэдрэгчээс гарч буй цахилгаан гаралтыг дижитал дохио болгон хувиргаж, дараа нь боловсруулж, дэлгэц дээр харуулдаг.

4.2.2 Хэрэглээ

Дижитал дэлгэцийг лабораторийн жингээс эхлээд арилжааны жинлэлтийн жин хүртэл янз бүрийн электрон жинлэлтийн хэрэглээнд ашигладаг. Эдгээр нь өндөр нарийвчлал, уншигдахуйц, олон талт байдлыг хангадаг тул мэргэжлийн болон хувийн хэрэглээнд тохиромжтой.

5. Дүгнэлт

Эцэст нь хэлэхэд, электрон тэнцвэрийн механикийг ойлгох нь тэдгээрийн чадавхи, хэрэглээг үнэлэхэд чухал ач холбогдолтой. Ачааллын элемент, мэдрэгч, дэлгэцийн нэгжүүд нь жин ба хүчний нарийвчлалтай, найдвартай хэмжилтийг хангахын тулд хамтран ажилладаг салшгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүд юм. Ороомог хэмжигч болон пьезоэлектрик ачааллын элемент нь ачааллыг хэмжих өөр өөр аргыг санал болгодог бол ороомог хэмжигч болон багтаамжийн мэдрэгч нь жин ба хүчний нарийвчлалтай заалтыг өгдөг. Аналог дэлгэцүүд нь уламжлалт боловч илүү нарийвчлалтай, тодорхой дижитал дэлгэцээр солигдсон. Шинжлэх ухааны судалгаанаас эхлээд үйлдвэрлэлийн процесс, өдөр тутмын жинлэлтийн хэрэгцээ хүртэл электрон тэнцвэр нь нарийвчлалтай, нарийвчлалтай хэмжилт хийхэд чухал үүрэг гүйцэтгэсээр байна.