maplantsМашины и установки: проектирование, разработка и эксплуатацияMachines and Plants: Design and Exploiting2412-592XМОО "Стратегия объединения"maplants-151Research ArticleНАЗЕМНЫЕ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И КОМПЛЕКСЫGROUND TRANSPORTATION AND TECHNOLOGICAL FACILITIES AND COMPLEXESВлияние погрешности позиционирования тензорезистора на чувствительность датчика нагрузки в канатеThe effect of the strain gauge placement error on the sensitivity of the cable force sensorhttps://orcid.org/0009-0002-8224-7068ЕгоровГлеб РостиславовичEgorovGleb

Студент магистратуры кафедры "Подъемно-транспортные системы" (РК-4) МГТУ им. Н.Э. Баумана.

SPIN-код 6781-7700.

glebegoroff2012@yandex.ruМГТУ им. Н.Э. БауманаРоссияBauman Moscow State UniversityRussian Federation202506082025021530Copyright © Егоров Г.Р., 20252025Егоров Г.Р.Egorov G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.maplants-journal.ru/jour/article/view/151

Для тензорезисторного датчика силы, устанавливаемого в грузоподъемных машинах, методом Монте-Карло с привлечением конечноэлементного моделирования проведено исследование влияния технологических факторов – ошибок позиционирования тензорезистора – на чувствительность датчика. Представленный материал позволяет оценить характер зависимости уровня выходного сигнала датчика от точности наклейки чувствительных элементов.

For a strain gauged force sensor installed in hoisting machines, the Monte Carlo method based on the results of finite element analysis is used to study the influence of manufacturing factors – strain gauge positioning errors – on the sensitivity of the sensor. The presented graphical material allows to assess the kind of the sensor’s output level dependence on the sensitive elements gluing accuracy.

тензорезисторный датчик силынакладной тензодатчикрабочий коэффициент передачипогрешность позиционированияанализ чувствительностиограничитель нагрузкиприборы безопасности крановstrain gauged force sensorcable force sensorsensor rated outputpositioning errorsensitivity analysisload limitercrane safety devicesReferencesНазаров, А. Н. Исследования и разработки кафедры РК4 «Подъемно-транспортные системы» для создания современных приборов безопасности грузоподъемной техники / А. Н. Назаров // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. – 2024. – № 4. – С. 34-40. – EDN JIIQKE.Nazarov, A. N. Research and development of the RC4 chair "Lifting and transport systems" for the creation of modern safety devices for lifting equipment / A. N. Nazarov // Machines and installations: design, development and operation. - 2024. – No. 4. – pp. 34-40. – EDN JIIQKE.Назаров, А. Н. Разработка перспективного прибора безопасности кранов мостового типа / А. Н. Назаров, С. Д. Иванов // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. – 2024. – Т. 21, № 6(100). – С. 826-843. – DOI 10.26518/2071-7296-2024-21-6-826-843. – EDN TYGGUV.Nazarov, A. N. Development of a promising safety device for overhead cranes / A. N. Nazarov, S. D. Ivanov // Bulletin of the Siberian State Automobile and Road University. – 2024. – Vol. 21, No. 6(100). – pp. 826-843. – DOI 10.26518/2071-7296-2024-21-6-826-843. – EDN TYGGUV.Назаров, А. Н. Алгоритмическая обработка объективной информации о характере работы кранов мостового типа / А. Н. Назаров, С. Д. Иванов // Энерго-ресурсосберегающие технологии и оборудование в машиностроительной, дорожной и строительной отраслях - 2023 : Материалы международной научно-практической конференции, Белгород, 21–23 сентября 2023 года. – Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2023. – С. 178-184. – EDN WGOGHA.Nazarov, A. N. Algorithmic processing of objective information about the operation of bridge cranes / A. N. Nazarov, S. D. Ivanov // Energy-resource-saving technologies and equipment in the machine-building, road and construction industries - 2023 : Proceedings of the international scientific and practical conference, Belgorod, September 21-23, 2023. Belgorod: Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov, 2023. pp. 178-184. - EDN WGOGHA.Ivanov, S. D. Selection of a rational algorithm for data processing of the weight measuring system of a hoisting crane / S. D. Ivanov, A. N. Nazarov, N. L. Mikhalchik // Journal of Physics: Conference Series, Belgorod, 09–10 марта 2021 года. Vol. 1926. – Belgorod: IOP Publishing Ltd, 2021. – P. 012047. – DOI 10.1088/1742-6596/1926/1/012047. – EDN JIUUGG.Ivanov, S. D. Selection of a rational algorithm for data processing of the weight measuring system of a hoisting crane / S. D. Ivanov, A. N. Nazarov, N. L. Mikhalchik // Journal of Physics: Conference Series, Belgorod, 09–10 марта 2021 года. Vol. 1926. – Belgorod: IOP Publishing Ltd, 2021. – P. 012047. – DOI 10.1088/1742-6596/1926/1/012047. – EDN JIUUGG.Объективная информация о работе подъемно-транспортных машин как основа повышения качества информационных систем грузообрабатывающих предприятий / Н. Ю. Иванова, С. Д. Иванов, С. А. Надеженков, А. Н. Назаров // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. – 2023. – № 2. – С. 81-96. – EDN MRGIFW.Objective information about the operation of lifting and transport machines as a basis for improving the quality of information systems of cargo handling enterprises / N. Y. Ivanova, S. D. Ivanov, S. A. Reliable, A. N. Nazarov // Machines and installations: design, development and operation. – 2023. – No. 2. – pp. 81-96. – EDN MRGIFW.Назаров, А. Н. Исследование влияния работы ограничителя грузоподъемности с промежуточными порогами на безопасность кранов мостового типа / А. Н. Назаров, С. Д. Иванов // Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация. – 2023. – № 1. – С. 41-52. – EDN SZRVVB.Nazarov, A. N. Investigation of the effect of the load capacity limiter with intermediate thresholds on the safety of overhead cranes / A. N. Nazarov, S. D. Ivanov // Machines and installations: design, development and operation. – 2023. – No. 1. – pp. 41-52. – EDN SZRVVB.Михалев, А. В. Расчёт напряженно-деформированного состояния тензометрического датчика / А. В. Михалев // Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, путевые, мелиоративные машины и робототехнические комплексы : Сборник статей 26-ой Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых, Москва, 12–13 мая 2022 года. – Москва: Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева, 2022. – С. 451-455. – EDN EJYPOR.Mikhalev, A.V. Calculation of the stress-strain state of a strain gauge / A.V. Mikhalev // Lifting, transport, construction, road, track, reclamation machines and robotic complexes : Collection of articles of the 26th Moscow International Interuniversity Scientific and Technical Conference of students, undergraduates, postgraduates and young scientists, Moscow, May 12-13 In 2022. – Moscow: Russian State Agrarian University - Timiryazev Agricultural Academy, 2022. – pp. 451-455. – EDN EJYPOR.Mikhalev, A. V. Development of the load pin for the crane scales / A. V. Mikhalev // European Journal of Technical and Natural Sciences. – 2022. – No. 6. – P. 62-68. – DOI 10.29013/EJTNS-22-6-62-68. – EDN WPUFWR.Mikhalev, A. V. Development of the load pin for the crane scales / A. V. Mikhalev // European Journal of Technical and Natural Sciences. – 2022. – No. 6. – P. 62-68. – DOI 10.29013/EJTNS-22-6-62-68. – EDN WPUFWR.Chao, L. Shape optimal design and force sensitivity evaluation of six-axis force sensors / L. Chao, Kuen-Tzong Chen // Sensors and Actuators A: Physical. – 1997. – Vol. 63. – № 2. – P. 105-112. – DOI 10.1016/S0924-4247(97)01534-3.Chao, L. Shape optimal design and force sensitivity evaluation of six-axis force sensors / L. Chao, Kuen-Tzong Chen // Sensors and Actuators A: Physical. – 1997. – Vol. 63. – № 2. – P. 105-112. – DOI 10.1016/S0924-4247(97)01534-3.Гаврюшин, С. С. К вопросу расчета гистерезиса тензорезисторных датчиков силы в системах инженерного анализа / С. С. Гаврюшин, С. И. Гавриленков // Математическое моделирование и экспериментальная механика деформируемого твердого тела : МЕЖВУЗОВСКИЙ СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ / Тверской государственный технический университет. Т. 2. – Тверь: Тверской государственный технический университет, 2018. – С. 16-20. – EDN XZBRWX.Gavryushin, S. S. On the calculation of hysteresis of strain-gauge force sensors in engineering analysis systems / S. S. Gavryushin, S. I. Gavrilenkov // Mathematical modeling and experimental solid mechanics: Interuniversity collection of scientific papers / Tver State Technical University. Vol. 2. – Tver: Tver State Technical University, 2018. – P. 16-20. – EDN XZBRWX (in Russian).Robinson, G. M. Finite element modelling of load cell hysteresis / G. M. Robinson // Measurement. – 1997. – Vol 20. – № 2. – P. 103-107. – DOI 10.1016/S0263-2241(97)00021-3.Robinson, G. M. Finite element modelling of load cell hysteresis / G. M. Robinson // Measurement. – 1997. – Vol 20. – № 2. – P. 103-107. – DOI 10.1016/S0263-2241(97)00021-3.Сушников, В. А. Оценка влияния колебаний температуры на точность измерений тензорезистивных и емкостных преобразователей / В. А. Сушников // Наука и современность. – 2011. – № 8-2. – С. 205-209.Sushnikov, V. А. Evaluation of the influence of temperature fluctuations on the measurement accuracy of strain and capacitive transducers / V. А. Sushnikov // Science and modernity. – 2011. – № 8-2. – P. 205-209 (in Russian).Gavrilenkov, S. I. Method of simulating temperature effect on sensitivity of strain gauge force sensor in non-uniform temperature field / S. I. Gavrilenkov // AIP Conference proceedings : XLIII ACADEMIC SPACE CONFERENCE: dedicated to the memory of academician S.P. Korolev and other outstanding Russian scientists – Pioneers of space exploration, Moscow, Russia, 28.01-01.02, 2019. – Vol. 2171. – Moscow, Russia: American Institute of Physics Inc., 2019. – P. 110020. – DOI 10.1063/1.5133254. – EDN DZUIHV.Gavrilenkov, S. I. Method of simulating temperature effect on sensitivity of strain gauge force sensor in non-uniform temperature field / S. I. Gavrilenkov // AIP Conference proceedings : XLIII ACADEMIC SPACE CONFERENCE: dedicated to the memory of academician S.P. Korolev and other outstanding Russian scientists – Pioneers of space exploration, Moscow, Russia, 28.01-01.02, 2019. – Vol. 2171. – Moscow, Russia: American Institute of Physics Inc., 2019. – P. 110020. – DOI 10.1063/1.5133254. – EDN DZUIHV.Кудряшов, Э. А. Оценка вариаций чувствительности тензорезистивных каналов датчиков силы / Э. А. Кудряшов, В. А. Сушников // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. – 2011. – № 3(126). – С. 135-140. – EDN NXVPWZ.Kudryashov, E. A. Estimation of sensitivity variations of strain-resistive channels of force sensors / E. А. Kudryashov, V. А. Sushnikov // Scientific and Technical Bulletins of St. Petersburg State Polytechnic University. Computer science. Telecommunications. Control. – 2011. – № 3(126). – P. 135-140. – EDN NXVPWZ (in Russian).Gavrilenkov, S. I. Method of modeling the influence of manufacturing errors on characteristics of strain gauge force sensors / S. I. Gavrilenkov // AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing, 2019. – Vol. 2195. – № 1. – DOI 10.1063/1.5140151.Gavrilenkov, S. I. Method of modeling the influence of manufacturing errors on characteristics of strain gauge force sensors / S. I. Gavrilenkov // AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing, 2019. – Vol. 2195. – № 1. – DOI 10.1063/1.5140151.Gavryushin, S. S. Investigation of the sensitivity of a strain gauge force sensor to bending moment / S. S. Gavryushin, S. I. Gavrilenkov, V. A. Godzikovsky // AIP Conference proceedings : XLIII ACADEMIC SPACE CONFERENCE: dedicated to the memory of academician S.P. Korolev and other outstanding Russian scientists – Pioneers of space exploration, Moscow, Russia, 28.01 – 01.02, 2019. – Vol. 2171. – Moscow, Russia: American Institute of Physics Inc., 2019. – P. 170006. – DOI 10.1063/1.5133317. – EDN CTLWWA.Gavryushin, S. S. Investigation of the sensitivity of a strain gauge force sensor to bending moment / S. S. Gavryushin, S. I. Gavrilenkov, V. A. Godzikovsky // AIP Conference proceedings : XLIII ACADEMIC SPACE CONFERENCE: dedicated to the memory of academician S.P. Korolev and other outstanding Russian scientists – Pioneers of space exploration, Moscow, Russia, 28.01 – 01.02, 2019. – Vol. 2171. – Moscow, Russia: American Institute of Physics Inc., 2019. – P. 170006. – DOI 10.1063/1.5133317. – EDN CTLWWA.Михалев, А. В. Оценка влияния места наклейки чувствительного элемента тензооси на её эксплуатационные характеристики / А. В. Михалев, А. Н. Назаров, С. Д. Иванов // Семьдесят пятая всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов с международным участием : Сборник материалов конференции. В 3-х частях, Ярославль, 20–21 апреля 2022 года. – Ярославль: Ярославский государственный технический университет, 2022. – С. 489-492. – EDN PIPBVY.Mikhalev A. V. Evaluation of the influence of strain gauge placement in the performance characteristics of the force sensor / A. V. Mikhalev, A. N. Nazarov, S. D. Ivanov // The seventy-fifth scientific and technical conference of students, master's degree candidates, and postgraduates with international participation: Conference Proceedings. In 3 volumes, Yaroslavl, April 20–21, 2022. – Yaroslavl: Yaroslavl State Technical University, 2022. – P. 489-492. – EDN PIPBVY (in Russian).Клокова, Н. П. Тензорезисторы: теория, методики расчета, разработки / Н. П. Клокова. – М.: Машиностроение, 1990. – 224 с.: ил. – ISBN 5-217-00990-X.Klokova, N. P. Strain gauges: theory, methods of calculations, design / N. P. Klokova – Moscow: Mashinostroyeniye, 1990. – 224 p. – ISBN 5-217-00990-X (in Russian).Мехеда, В. А. Тензометрический метод измерения деформаций: учеб. пособие / В. А. Мехеда. – Самара: Издательство Самар. гос. аэрокосм. ун-та. – 2011. – 56 с. – ISBN 978-5-7883-0838-8.Mekheda, V. A. Tensometric methods of strain measurement / V. A. Mekheda. – Samara: Publishing of the Samara University. – 2011. – 56 p. – ISBN 978-5-7883-0838-8 (in Russian).Saltelli, A. Global sensitivity analysis. The primer / A. Saltelli, M. Ratto, T. Andres [et al.]. – John Wiley & Sons. – 2008. – 292 p. – ISBN 978-0-470-05997-5.Saltelli, A. Global sensitivity analysis. The primer / A. Saltelli, M. Ratto, T. Andres [et al.]. – John Wiley & Sons. – 2008. – 292 p. – ISBN 978-0-470-05997-5.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.