Mis on jõuandur? Millised tüübid on olemas?

Mis on jõuandur? Millised tüübid on olemas?

Jõud on aine liikumise muutuste otsene põhjus. Jõuandur suudab tuvastada mitmesuguseid mehaanilisi suurusi, nagu pinge, tõmbejõud, rõhk, kaal, pöördemoment, sisemine pinge ja deformatsioon. Tavaliselt koosneb jõuandur tundlikust elemendist ja ülekandeelemendist. See on seade või seade, mis on võimeline tuvastama määratud mõõteandmeid ja teisendama need teatud reeglite kohaselt kasutatavateks signaalideks.

 

Sellel uuel ajastul on jõuandurid leidnud laialdast rakendust, eriti tööstusvaldkondades. Jõuandurite tõhusaks kasutamiseks peab olema hea arusaam nende määratlusest ja funktsioonidest. Niisiis, mis täpselt on jõuandur ja mis tüüpi see on? Uurime!

 

Jõuandureid on mitut tüüpi ja neid saab erinevate füüsikaliste efektide ja tuvastamispõhimõtete alusel liigitada takistuse deformatsioonianduriteks, piesomagnetilisteks anduriteks ja piesoelektrilisteks anduriteks.

 

1. Pingutusmõõturi jõuandurid:  

  – deformatsioonimõõturi jõuandureid kasutatakse laialdaselt kõigi jõuandurite seas. Need pakuvad suurt mõõtmistäpsust ja suudavad mõõta nii väikeseid kui suuri dünaamilisi ja staatilisi jõude, moodustades ligikaudu 90% kõigist anduritest. Tensomanomeetri jõuandurite tööpõhimõte on sarnane tensomanomeetri rõhuandurite omaga. Need koosnevad elastsest tundlikust elemendist ja selle külge kinnitatud tensomõõturitest. Need andurid teisendavad esmalt mõõdetud jõu elastse elemendi deformatsiooniks, seejärel kasutavad deformatsiooni mõõtmiseks takistuse deformatsiooniefekti, lugedes seeläbi väljundit.

 

2. Piesomagnetilised jõuandurid:

  – kui ferromagnetilistele materjalidele mõjuvad välised tõmbe- või survejõud, muutub nende magnetiline läbilaskvus koos pinge suuruse ja suunaga. Tõmbejõudude mõjul suureneb magnetiline läbilaskvus jõu suunas ja veidi väheneb jõu suunaga risti. Survejõudude mõjul on muutused vastupidised. Seda füüsikalist nähtust, mida tuntakse ferromagnetiliste materjalide magnetostriktiivse efektina, saab kasutada jõu mõõtmiseks.

 

3. Piesoelektrilised andurid:

  – Piesoelektrilised andurid võivad mõõta erinevaid dünaamilisi jõude, mehaanilisi lööke ja vibratsiooni. Neid kasutatakse laialdaselt akustikas, meditsiinis, mehaanikas ja merenduses tänu nende väikesele suurusele, kergele kaalule, kõrgsagedusreaktsioonile ja kõrgele signaali-müra suhtele. Kuju alusel võib koormusandurid (jõuanduri tüüp) liigitada konsool-, S-tüüpi anduriteks, plaatanduriteks, kastianduriteks ja kodaratüüpi anduriteks.  

 

Jõuandurid on läbinud paljusid valdkondi, sealhulgas ressursside uurimist, mereuuringuid, kosmosearendust, tööstuslikku tootmist, keskkonnakaitset, meditsiinilist diagnostikat, biotehnoloogiat ja isegi kultuurimälestiste säilitamist. Pole liialdus öelda, et peaaegu iga kaasaegne inseneriprojekt, alates tohutust kosmosest kuni süvamere ja erinevate keeruliste insenerisüsteemideni, tugineb erinevatele jõuanduritele.