60. Как определяется коэффициент тензочувствительности?

До начала практического использования тензосистем необходимо обязательно выполнить ее тарировки. Так как тензорезисторы используются однократно и их индивидуальное испытание невозможно, поэтому испытывают из партии 5-10% тензорезисторов, а результаты распространяются на всю партию.

Тарировка первичных преобразователей (тензорезисторов) заключается в определении коэффициента тензочувствительности партии тензорезисторов:

; (1)

где ∆R - приращение сопротивления тензорезистора;

R_o - начальное сопротивление тензорезистора;

ε = ∆L/L₀ - относительная деформация тензосопротивления.

Коэффициент тензочувствительности проволочных тензорезисторов

(К = 1,8...2,2) определяется, в основном, материалом тензонити. Однако он зависит также от конструкции тензорезисторов, материала подложки, свойств клея, прикрепляющего тензорезистор к исследуемой конструкции. Для изготовления проволочных тензорезисторов используются преимущественно сплавы меди и никеля (константан, элинвар, эдванс), характеризующиеся сравнительно высоким коэффициентом тензочувствительности.

При определении коэффициента тензочувствительности тензорезистора его необходимо деформировать на известную величину ∆ε и одновременно измерить приращение активного сопротивления ∆R датчика. Деформация тензорезистора осуществляется при этом градуировочной (тарировочной) балкой, на которой он наклеен, а измерение приращения сопротивления - мостом сопротивлений.

Среднее по результатам испытаний значение коэффициента тензочувствительности К_ср присваивается всей партии. Погрешность измерения деформаций в последующих испытаниях с использованием отградуированной партии тензорезисторов характеризуется коэффициентом вариации:

(2) где S – дисперсия коэффициента тензочувствительности;

(3)

здесь К_i - значение коэффициента тензочувствительности в i –м испытании;

n - число испытаний.

61. Как работает тензометрический мост?

Измерительный мост — устройство для измерения электрического сопротивления, предложенное в 1833 Самуэлем Хантером Кристи, и в 1843 году усовершенствованное Чарльзом Уитстоном. Мостовые измерительные схемы (мост Уитстона) являются наиболее распространенными для измерения относительно малых электрических величин. Они позволяют определять изменение активного сопротивления R тензорезистора, по которому можно судить об изменении неэлектрических величин, используются для измерение деформации (приращения омического сопро­тивления).

Принцип измерения основан на взаимной компенсации сопротивлений двух звеньев, одно из которых включает измеряемое сопротивление. В качестве индикатора обычно используется чувствительный гальванометр, показания которого должны быть равны нулю в момент равновесия моста.

Р ис. 19. Мостовая электрическая схема при измерении деформации. (где И.П. – источник питания)

Мостовая схема (рис. 19) обеспечивает высокую чувстви­тельность и точность регистрации сигнала вследствие того, что шкала измерительного прибора в этом случае рассчита­на только на замеры приращений ∆R, а не полных сопротив­лений R+∆R.

Датчик R_A – активный тензорезистор, наклеен на исследуемый элемент. Это ра­бочий датчик. R_к - компенсационный датчик, аналогичен активному. Этот датчик наклеивают на отдельную недеформируемую деталь из того же материала, что и испытываемый элемент, и помещают в равные с рабочим датчиком условия. От изменения температуры, сопротивления в этих датчиках изменяются на равную величину, тем самым достигается компенсация температурных напряжений.

R₁ и R₂ - сопротивления внутри измерительного уст­ройства. Эти сопротивления переменные, что позволяет уравновешивать сопротивления в ветвях моста и применять при измерении метод нулевого отсчета. Когда мост сбалан­сирован, разность потенциалов между точками BD (см. рис.19) будет равна 0.

При деформации исследуемого элемента рабочий дат­чик изменяет свое омическое сопротивление, мост будет разбалансирован, а стрелка гальванометра или показания другого измерительного прибора сойдут с нулевого деле­ния, т.е. укажут наличие тока. Тогда при помощи реохор­ды баланс моста восстанавливается, и снимается отсчет по шкале, которая отградуирована так, что одно деление шкалы соответствует единице относительной деформации