手持數字式張力儀的核心部件是力學傳感器,常見的有應變片式傳感器和壓電式傳感器。應變片式傳感器基于金屬應變片的電阻應變效應。當傳感器受到張力作用時,應變片會發生形變,導致其電阻值發生變化。通過測量電阻值的變化,并結合預先標定的電阻 - 張力關系曲線,就可以將電阻變化轉換為對應的張力值。壓電式傳感器則是利用某些晶體材料在受到外力作用時會產生電荷的壓電效應。當張力施加到壓電晶體上時,晶體表面會產生電荷,電荷量與所受張力成正比。通過測量電荷量的大小,經過信號處理和轉換電路,即可得到張力的數值。
傳感器輸出的微弱電信號需要經過放大、濾波等信號處理過程,以提高信號的信噪比和穩定性。放大電路將傳感器輸出的微弱信號放大到合適的幅度,以便后續的模數轉換。濾波電路則用于去除信號中的高頻噪聲和干擾,使測量信號更加平滑準確。經過處理的模擬信號通過模數轉換器(ADC)轉換為數字信號,然后傳輸到微處理器中進行進一步的處理和計算。微處理器根據預設的算法和標定參數,對數字信號進行運算和分析,得到準確的張力值,并將其顯示在儀器的數字顯示屏上。
手持數字式張力儀的應用領域:
(一)紡織行業
在紡織生產過程中,紗線的張力控制直接影響著織物的質量和性能。可以用于測量紡紗過程中的紗線張力、織布過程中的經紗和緯紗張力等。通過實時監測和調整紗線張力,可以避免紗線斷裂、織物起皺等問題,提高織物的均勻性和強度。
(二)印刷行業
印刷過程中紙張的張力控制對于保證印刷質量和套準精度至關重要。可以安裝在印刷機的紙張輸送系統中,實時測量紙張在不同位置的張力,并根據測量結果調整張力控制裝置,確保紙張在印刷過程中保持穩定的張力狀態,避免出現紙張拉伸、變形等問題。
(三)電纜制造行業
在電纜制造過程中,線纜的張力需要嚴格控制,以確保線纜的直徑均勻、絕緣層厚度一致。可以用于測量線纜在收線、放線和絞合過程中的張力,幫助操作人員及時調整生產設備的參數,保證線纜的質量符合標準要求。
(四)包裝行業
在包裝生產中,如薄膜拉伸、包裝帶纏繞等過程,都需要對材料的張力進行準確控制。手持數字式張力儀可以用于測量包裝材料的張力,確保包裝過程的穩定性和包裝質量的一致性。
(五)科研領域
在材料科學、力學等科研領域,可以用于研究材料的力學性能、纖維的拉伸特性等。通過準確測量材料在不同條件下的張力變化,為科研人員提供重要的實驗數據,幫助他們深入了解材料的性質和行為。