Самодельный угольный тензодатчик | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 8 февраля, печатный экземпляр отправим 12 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Рубрика: Спецвыпуск

Опубликовано в Юный учёный №4 (7) июль 2016 г.

Дата публикации: 31.05.2016

Статья просмотрена: 70 раз

Библиографическое описание:

Баишев Е. Ю., Малгаров И. И. Самодельный угольный тензодатчик // Юный ученый. — 2016. — №4.1. — С. 109-112. — URL https://moluch.ru/young/archive/7/421/ (дата обращения: 28.01.2020).



Приборы для определения давления применяются, практически, во всех отраслях промышленности, особенно в машиностроении, химической, пищевой промышленности и энергетике. Оказывается, некоторые материалы для изготовления подобных приборов можно приобрести не только в магазинах радиотоваров, хозяйственных, канцелярских и т.д. но и … в аптеке. Именно там можно купить знакомые нам всем черные таблетки активированного угля.

Свойство угольного порошка уменьшать сопротивление электрическому току в зависимости от силы сжатия зерен этого порошка широко применяли в угольных микрофонах еще на заре развития телефонии. Это свойство сохраняет и спрессованный угольный порошок.

Цель работы: изготовление самодельного угольного тензодатчика.

Задачи:

  1. Из различных источников изучить понятие давления, различные датчики давления;
  2. Используя таблетки спрессованного активированного угля собрать два датчика давления;
  3. Исследовать зависимость сопротивления от силы давления, построить градуировочные таблицы и графики;
  4. Исходя из выводов по проделанной работе определить перспективы дальнейшего развития проекта.

Новизна и практическая значимость: В ходе работы экспериментально исследовано необычное применение активированного угля в качестве датчика давления. Тензодатчики на основе активированного угля можно применять, например, при изготовлении электронных весов, динамометров и т.д.

Материалы и методы исследования: В качестве рабочего тела для изготовления датчиков мы использовали таблетки активированного угля, для создания электродов - монеты, металлические пластины, провода; для упругого заполнителя - термоклей; прибор для измерения сопротивления - цифровой мультиметр; для калибровки - пружинный динамометр.

Согласно поставленной цели и задачам в работе были применены следующие методы: метод гипотез (научное предположение об изменении сопротивления при деформации активированного угля); экспериментальный метод (проектирование и сборка экспериментального образца установки, создание калибровочных таблиц и графиков).

Устройство угольного тензодатчика (или конкретно — датчика сжатия) просто — плоскую таблетку активированного угля помещают между двумя металлическими пластинами и включают в цепь постоянного или переменного тока. Даже незначительное механическое сжатие таблетки пластинами приводит к увеличению тока в цепи. Снятие усилия сжатия возвращает сопротивление датчика к прежнему значению.

Для сборки датчика №1 мы использовали две монеты номиналом в 2 рубля. Таблетки, как правило, имеют небольшую сферичность поверхности оснований, поэтому перед проведением исследований или до установки в готовое изделие следует мелким напильником придать этим поверхностям плоскопараллельную форму. Также не забываем поработать напильником на поверхности монет. После установки таблетки сбоку заливаем термоклеем. Если необходимо большее исходное сопротивление датчика, возможно последовательное соединение двух и более таблеток.

Аналогично собираем датчик №2. Только вместо монет берем большие пластины и размещаем внутри них 8 таблеток (рисунок 1).

E:\Кыллахская школа\Конференции\Шаг в будущее\фото\20141221_171509.jpg

Рисунок 1. Сборка датчика давления №2

В конечном итоге датчик должен выглядеть вот так (рисунок 2)

E:\Кыллахская школа\Конференции\Шаг в будущее\фото\20141221_185234.jpg

Рисунок 6. Датчик давления №2

Для данного исследования мы сконструировали экспериментальную установку, которая изображена на рисунке 3. Датчик разместили вертикально и горизонтально действовали динамометром. Датчик давления подключили к мультиметру (положение "Омметр", предел измерения 200 Ом)

E:\Кыллахская школа\Конференции\Шаг в будущее\Баишев Егор\схема.jpg

Рисунок 3. Схема экспериментальной установки

Показания динамометра и омметра записывали в градуировочную таблицу.

Рисунок 4. График зависимости сопротивления датчика №1 от силы давления

Рисунок 5. График зависимости сопротивления датчика №2 от силы давления

Результаты экспериментов и рассмотрение представленных зависимостей позволяют сделать некоторые выводы необходимые для практического применения датчика сжатия. Так, разброс значений сопротивления датчика, обусловленный как неодинаковостью сопротивления разных экземпляров таблеток, так и непараллельностью их плоскостей и неполнотой прилегания к ним металлических пластин, требует обязательной его подстройки после смены таблетки.

Довольно большая кратность изменения сопротивления в приемлемом для практики интервале механического давления позволяет применять такого рода тензодатчики в широких областях.

Из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:

  1. Изучено понятие давления, различные методы преобразования давления в электрический сигнал: тензометрический, пьезорезистивный, ёмкостный, индуктивный, резонансный, ионизационный, пьезоэлектрический и другие;
  2. Используя таблетки спрессованного активированного угля собраны два датчика давления;
  3. Исследована зависимость сопротивления от силы давления, построены градуировочные таблицы и графики;
  4. Исходя из выводов по проделанной работе определены перспективы дальнейшего развития проекта: изготовить электронные весы, электронный динамометр.

Литература:

  1. Давление: единицы давления [Электронный ресурс] URL://http://www.nado5.ru/e-book/davlenie-edinicy-davleniya (Дата обращения 19.11.2014);
  2. Датчик давления [Электронный ресурс] Википедия. URL://https://ru.wikipedia.org/wiki/Датчик_давления (Дата обращения 19.11.2014);
  3. Королев, Л. Угольный тензодатчик [Текст] / Л. Королев // Радио. - 2008. - N 3. - С. 31-32 : 4 рис. . - ISSN 0033-765X;
  4. Области применения датчиков - датчики давления [Электронный ресурс] URL:// http://www.chipdip.ru/video/id000310521/ (Дата обращения 19.11.2014)
Основные термины (генерируются автоматически): активированный уголь, датчик давления, сила давления, рисунок, экспериментальная установка, дальнейшее развитие проекта, спрессованный активированный уголь, график зависимости сопротивления датчика, датчик сжатия, зависимость сопротивления.


Похожие статьи

Изучение влияния количества активатора на характеристики...

№1 — исходный уголь, №2 — уголь активированный NaOH в соотношении 1:1, №3

На рис.1 четко прослеживается зависимость объема микропор от количества добавленного при

Емкость во всех графиках получена при одиночном разряде после пятиминутной выдержки на...

Алгоритмы коррекции погрешностей тензометрических датчиков...

Преимуществом тензорезистивных датчиков давления является сравнительно низкая нелинейность

Наибольший вклад в дополнительную погрешность тензометрических датчиков давления вносит

Рисунок 1 – Модель измерительных сигналов тензорезистивных датчиков.

Переработка углей с помощью подводного искрового разряда

Но эти запасы углей в настоящее время используются недостаточно эффективно, так как используются

В зоне образования возникают сверхвысокие гидравлические давления

В лаборатории была подготовлена электрогидравлическая установка для обработки угля.

Регенерация гранулированного активного угля, насыщенного...

Зависимости для угля, регенерированного в течение 15 минут представлены на рис. 3. Рис. 3. Кривые адсорбции бутанола активным углем

По этому графику видно, что СВЧ-регенерация практически не повлияла на качество активного угля, а степень десорбции близка к 100 %.

Определение конструктивно-режимных параметров...

В зависимости от физико-механических свойств почвы и климатических условий необходима своя

где и – удельное давление почвы соответственно спереди и сбоку на стойку щелереза

Из полученных данных был построен график зависимости процента перемещённой соломы от...

Расчёт предпомпажных состояний газотурбинной установки

Проекты.

С ростом сопротивления рабочая точка смещается вверх и влево (поскольку для поддержания неизменного расхода требуется более высокое давление).

Она меняется в зависимости от расхода газа потребителями и давления газа на входе в компрессорных...

Современные методы мониторинга коррозии | Статья в журнале...

В этом методе используется зависимость сопротивления металла от коррозии. Измерение электрического сопротивления обеспечивает основное измерение металлической потери (коррозии), но в отличие от купонов, величина металлической потери может быть измерена в...

Обзор приборов и методов исследования качества распыливания...

В настоящей статье приводится обзор распространенных расчетно-экспериментальных методов исследования качества распыливания топлива дизельной форсункой и экспериментальных установок, а также приводятся методы, используемые на ООО УК...

Исследование сжигания угля в плазменно-циклонной топливной...

Рис. 4. График зависимости содержания оксидов азота в дымовых газах от массовой добавки цеолита к топливу. Технология сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе обладает следующими основными особенностями, определяющими область ее применения

Похожие статьи

Изучение влияния количества активатора на характеристики...

№1 — исходный уголь, №2 — уголь активированный NaOH в соотношении 1:1, №3

На рис.1 четко прослеживается зависимость объема микропор от количества добавленного при

Емкость во всех графиках получена при одиночном разряде после пятиминутной выдержки на...

Алгоритмы коррекции погрешностей тензометрических датчиков...

Преимуществом тензорезистивных датчиков давления является сравнительно низкая нелинейность

Наибольший вклад в дополнительную погрешность тензометрических датчиков давления вносит

Рисунок 1 – Модель измерительных сигналов тензорезистивных датчиков.

Переработка углей с помощью подводного искрового разряда

Но эти запасы углей в настоящее время используются недостаточно эффективно, так как используются

В зоне образования возникают сверхвысокие гидравлические давления

В лаборатории была подготовлена электрогидравлическая установка для обработки угля.

Регенерация гранулированного активного угля, насыщенного...

Зависимости для угля, регенерированного в течение 15 минут представлены на рис. 3. Рис. 3. Кривые адсорбции бутанола активным углем

По этому графику видно, что СВЧ-регенерация практически не повлияла на качество активного угля, а степень десорбции близка к 100 %.

Определение конструктивно-режимных параметров...

В зависимости от физико-механических свойств почвы и климатических условий необходима своя

где и – удельное давление почвы соответственно спереди и сбоку на стойку щелереза

Из полученных данных был построен график зависимости процента перемещённой соломы от...

Расчёт предпомпажных состояний газотурбинной установки

Проекты.

С ростом сопротивления рабочая точка смещается вверх и влево (поскольку для поддержания неизменного расхода требуется более высокое давление).

Она меняется в зависимости от расхода газа потребителями и давления газа на входе в компрессорных...

Современные методы мониторинга коррозии | Статья в журнале...

В этом методе используется зависимость сопротивления металла от коррозии. Измерение электрического сопротивления обеспечивает основное измерение металлической потери (коррозии), но в отличие от купонов, величина металлической потери может быть измерена в...

Обзор приборов и методов исследования качества распыливания...

В настоящей статье приводится обзор распространенных расчетно-экспериментальных методов исследования качества распыливания топлива дизельной форсункой и экспериментальных установок, а также приводятся методы, используемые на ООО УК...

Исследование сжигания угля в плазменно-циклонной топливной...

Рис. 4. График зависимости содержания оксидов азота в дымовых газах от массовой добавки цеолита к топливу. Технология сжигания угля в плазменно-циклонной топливной системе обладает следующими основными особенностями, определяющими область ее применения

Задать вопрос