4.7. Теоретические принципы построения весовых механизмов

В основу построения всех рычажных коромысловых весов положены два принципа:

- равновесие рычага;

- равновесие механизма.

Эти два принципа определяют все разнообразие конструкций весов и весовых механизмов, в которых высокая точность взвешивания обеспечивается компенсационным нулевым методом измерения.

Первому принципу соответствуют коромысловые равноплечие весы. Типичными их представителями являются точные аналитические, технические, автоматические порционные весы. Второму принципу соответствуют платформенные неравноплечие весы общего назначения. Типичными представителями этих весов являются настольные, товарные, автомобильные, вагонные и бункерные весы.

Особенностью электротензометрических весов является возможность получения таких конструктивных решений, которые не имеют ограничений, свойственных рычажно-механическим весам, так как обладают повышенной жесткостью силоизмерительных элементов, малой инерционностью, малогабаритностью и небольшой металлоемкостью конструкций, дистанционностью передачи показаний. Электротензометрические методы взвешивания основаны на использовании тензоэффекта, состоящего в изменении электрического сопротивления проволочной (фольговой, монокристаллической) решетки, наклеенной (подвесной, навитой) на упругий элемент, при ее деформации под нагрузкой. Принцип работы электротензометрических весов основан на существовании линейной зависимости между деформацией грузоприемного упругого элемента.

Тензочувствительность является постоянной величиной для данного материала проволоки и в небольших пределах изменяется в зависимости от изменения геометрии решетки датчика. Силоиз-мерительные тензометрические датчики выпускаются ряда типоразмеров на различные пределы измерения (рис. 4.2).

Решетка датчика состоит из металлической нити диаметром 20-25 мк из константана, нихрома, манганина и других сплавов. Деформация исследуемой конструкции или упругого элемента передается тензодатчику по схеме: упругий элемент (конструкция) — клей — бумага (пленочная основа) — проволочная (фольговая) решетка. От правильного выбора этих элементов и технологии изготовления зависит качество тензодатчика.

Для измерения показаний проволочного датчика применяются большей частью различные мостовые схемы. В зависимости от предъявляемых требований к точности измерений возможна регистрация показаний с помощью микроамперметра или милливольтметра, включенных в измерительную диагональ моста — прямой метод отсчета, либо применением одного из компенсационных методов — включением в мостовую схему датчика балансировочного сопротивления или балансированием выходного сопротивления моста датчиков специальным измерительным мостом вторичного прибора.

Последний метод отличается большей точностью, возможностью термокомпенсации, и поэтому он нашел широкое применение в весоизмерительных механизмах. При применении этого метода питание моста датчиков и измерительного моста производится от одного источника.