Tensometry - (nie)zwykłe czujniki pomiarowe

Wykonywanie różnego rodzaju pomiarów to proces niezbędny praktycznie w każdej dziedzinie naszego życia. Działania te pozwalają na dokonywanie obiektywnej, ilościowej oceny występujących w świecie zjawisk, zaś realizacja tego typu procesów wymaga bardzo często zastosowania specjalistycznych narzędzi pomiarowych. Warto przy tym wspomnieć, że wszędzie tam gdzie wykonywany jest precyzyjny pomiar wagi konkretnego przedmiotu lub substancji, a także tam gdzie wymagane jest określenie sił ściskających, rozciągających oraz naprężeń, niezbędne jest wykorzystanie czujników tensometrycznych.

Tensometry - czujniki do zadań specjalnych

Pomiary tensometryczne to technologia, która powstała w latach pięćdziesiątych XX wieku w oparciu o zasadę mostka Wheatstone’a. Współczesne czujniki tensometryczne, czyli tzw. tensometry, to wyjątkowe urządzenia, które z jednej strony stanowią podstawowy element praktycznie każdej wagi elektronicznej, z drugiej zaś umożliwiają pomiar odkształceń i naprężeń, jakie pod wpływem sił zewnętrznych pojawiają się w badanym materiale. Dodatkowo w połączeniu z innymi elementami mogą one również służyć do pomiaru takich wielkości jak ciśnienie, przyspieszenie lub moment obrotowy. Warto przy tym pamiętać, że wybór odpowiedniego przyrządu wykorzystywanego do pomiaru wagi lub odkształcenia uzależniony jest od wielu czynników, z których wymienić należy:

• wymiary i rodzaj badanego obszaru,
• charakter zmian odkształceń,
• częstotliwość zmian odkształceń,
• liczba równoczesnych punktów pomiarowych,
• wymagana dokładność pomiarów,
• miejsce i warunki zewnętrzne, w których prowadzone będą badania.

Rodzaje tensometrów

Tensometry to dość duża rodzina czujników, których dystrybucją zajmują się wyspecjalizowane firmy i biura inżynieryjne, w tym także Maciej Zajączkowski Biuro Inżynierskie. Warto przy tym wspomnieć, że obecnie wyróżnić można dwie podstawowe grupy tensometrów:

• tensometry mechaniczne – gdzie najpopularniejsze są tensometry strunowe (podstawowym elementem pomiarowym jest napięta struna, zaś odkształcenia określane są na podstawie częstotliwości drgań) oraz tensometry dźwigowe
  i pneumatyczne,
• tensometry elektryczne – z których najczęściej wykorzystywane są czujniki oporowe. W ramach grupy tensometrów oporowych stosowane są trzy typy czujników:

1. wężykowe - wykonane z jednego odpowiednio ukształtowanego kawałka drutu (w kształcie wielokrotnego wężyka), pokrytego obustronnie bardzo cienkim papierem lub folią.
   
2. kratowe – gdzie szereg pojedynczych drucików ułożonych jest równolegle i połączonych znacznie grubszymi odcinkami taśmy, wykonanej z materiału o małej oporności właściwej, np. z miedzi,
   
3. foliowe - zbudowane z siatki oporowej w formie cienkiej folii metalowej, połączonej z podkładką nośną.

Dodatkowo na rynku funkcjonują również tensometry półprzewodnikowe, indukcyjne, pojemnościowe, piezoelektryczne, fotoelektryczne i magnetostrykcyjne.

Współczesne działania związane z pomiarami masy, naprężeń i odkształceń odbywają się przede wszystkim w oparciu tensometry oporowe. Wynika to z faktu, że czujniki te posiadają wiele zalet, z których wymienić należy:

• duża czułość, a co za tym idzie duża dokładność,
• stosunkowo niewielka waga i wymiary,
• odporność na drgania i wstrząsy oraz na działanie wysokich temperatur i ciśnień,
• możliwość umieszczania na różnego rodzaju powierzchniach, w tym także powierzchniach zakrzywionych.