O princípio de funcionamento dos sensores de tensão

Um sensor de tensão é um dispositivo usado para medir a tensão em materiais ou objetos, e seu princípio de funcionamento principal é baseado na tecnologia de strain gauge ou no efeito piezoelétrico. Quando um material é submetido à tensão, o strain gauge dentro do sensor se deforma, causando uma mudança na resistência. Essa mudança é convertida em um sinal elétrico por meio de um circuito de ponte de Wheatstone, que então emite um sinal de tensão ou corrente proporcional à tensão.

O strain gauge é o componente-chave de um sensor de tensão, normalmente feito de folha metálica ou materiais semicondutores. Quando uma força externa atua no sensor, o strain gauge sofre uma leve deformação, e sua resistência muda de acordo. Essa mudança na resistência tem uma relação linear com a tensão aplicada, permitindo uma medição precisa da tensão.

Sensores de tensão piezoelétricos operam com base nas propriedades de materiais piezoelétricos. Quando materiais piezoelétricos são submetidos a forças externas, eles geram uma carga interna, com a quantidade de carga sendo proporcional à força aplicada. Ao medir a carga, a magnitude da tensão pode ser calculada indiretamente. Sensores piezoelétricos têm um tempo de resposta rápido, tornando-os adequados para medição de tensão dinâmica.

A ponte de Wheatstone é o circuito central para processamento de sinal em sensores de tensão. Ela consiste em quatro resistores, um ou mais dos quais são strain gauges. Quando a resistência do strain gauge muda, a ponte fica desbalanceada, emitindo um sinal de tensão proporcional à tensão. Este sinal, após amplificação e filtragem, pode ser usado para fins de exibição ou controle.

A precisão de um sensor de tensão é influenciada por vários fatores, incluindo a sensibilidade do strain gauge, mudanças de temperatura, métodos de instalação e interferência eletromagnética externa. Para melhorar a precisão da medição, os sensores modernos frequentemente incorporam técnicas de compensação de temperatura e projetos de blindagem para reduzir o impacto de fatores ambientais.

O método de instalação é crucial para o desempenho de um sensor de tensão. A instalação direta envolve fixar o sensor diretamente no objeto sob força, adequado para medições de alta precisão. A instalação indireta, por outro lado, transmite tensão por meio de polias ou rolamentos, tornando-a adequada para condições de trabalho complexas. Independentemente do método, é essencial garantir que o caminho de transmissão de força entre o sensor e o objeto seja o mais direto possível.

A calibração é uma etapa crítica para garantir a precisão da medição de um sensor de tensão. Ao aplicar valores de força conhecidos e registrar os sinais de saída, uma curva de relação força-sinal para o sensor pode ser estabelecida. A calibração regular pode corrigir o desvio de desempenho causado pelo uso a longo prazo ou mudanças ambientais, garantindo a confiabilidade dos resultados da medição.

Sensores de tensão oferecem uma variedade de tipos de sinais de saída, incluindo sinais analógicos e digitais. Sinais analógicos, como 4-20 mA ou 0-10 V, são adequados para transmissão de curta distância; sinais digitais, como RS485 ou barramento CAN, são ideais para longa distância e altos requisitos anti-interferência. Escolher o tipo de sinal apropriado ajuda a melhorar o desempenho geral do sistema.

Em aplicações práticas, sensores de tensão são comumente usados para monitorar e controlar a tensão durante processos de produção. Por exemplo, em máquinas de impressão, sensores garantem tensão constante do papel para evitar quebras ou vincos; na fabricação de cabos, sensores controlam a tensão do trefilado para garantir a qualidade do produto.

Ao fazer a manutenção dos sensores de tensão, é necessário limpar regularmente a superfície para evitar o acúmulo de poeira e óleo; verificar se há linhas de conexão soltas ou danificadas; e evitar sobrecarga. Em ambientes severos, dispositivos de proteção podem ser instalados para estender a vida útil do sensor.

O portfólio de produtos da SUNMOON inclui sensores digitais de última geração, instrumentos de diagnóstico de telemetria sem fio portáteis, sistemas de monitoramento de nível de líquido em poços, redes sem fio digitais para monitoramento e controle remotos em campos de petróleo e sistemas de IoT (Internet das Coisas) para medição e controle na produção de petróleo e gás. Se você tiver necessidade de comprar sensores de tensão de precisão, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco a qualquer momento.