2.2.2. Клеи и наклейка тензорезисторов

Достоверность результатов, получаемых при тензоизмерениях, существенно зависит от того, насколько верно передается деформация объекта к тензорезистору. Качество клеевого соединения тензорезистора с объектом является одним из решающих факторов, определяющих надежность и стабильность результатов. Тензочувствительность, ползучесть, гистерезис, сопротивление изоляции, срок службы наклеенного тензорезистора во многом зависят от качества клеевого соединения и определяются им. Поэтому при проведении тензометрических измерений необходимо соблюдать технологию наклейки тензорезисторов.

При выборе клея для крепления тензорезистора к исследуемому объекту прежде всего следует учитывать совместимость свойств клея со свойствами материала основы тензорезистора и испытуемого объекта. Клей не должен вредить материалам основы и объекта, а должен образовать надежное и прочное соединение между тензорезистором и объектом. Стабильность клея должна быть высокой в течение длительного срока, а сопротивление ползучести и растрескиванию клея должно сохранять свое значение на весь период проведения испытаний в заданном температурном интервале. Кроме того, к клею предъявляют требования влагостойкости, термостойкости и малой химической активности.

Применяемые при тензоизмерениях клеи можно разделить на две группы: клеи горячего охлаждения, которые полимеризуются под действием значительного нагрева, и клеи холодного отвержения, полимеризующиеся в условиях комнатной температуры. Это деление условно, так как некоторые клеи горячего охлаждения могут полимеризоваться и при комнатной температуре (за более длительное время).

Процесс наклейки тензорезисторов можно разделить на этапы: выбор типа тензорезисторов; проверка качества тензорезисторов; разметка мест наклейки и подготовка поверхности объекта исследования; выбор клея; наклейка тензорезисторов на исследуемый объект; термообработка (если предусматривает технология) наклеенных тензорезисторов; проверка качества наклейки тензорезисторов; защита от влаги наклеенных тензорезисторов.

2.2.3. Тарировка тензорезисторов

Для определения коэффициента тензочувствительности тензорезисторов производят их тарировку. С этой целью используют тарировочные устройства, основу которых составляет упругий элемент, позволяющий воспроизводить с помощью нагружения заданную деформацию. Обычно упругий элемент выполняют в виде бруса постоянного сечения, подвергающегося чистому изгибу (рис. 2.15), или бруса, равного сопротивления изгибу.

Рис. 2.15. Схема тарировки тензорезисторов

В первом случае (см. рис. 2.15,а) брус располагают на двух опорах и нагружают симметричными силами. Между опорами брус подвергают чистому изгибу, который вызывает равномерную деформацию рабочего участка длиной . Это позволяет наклеивать тензорезистор в любом месте по длине между опорами. Относительную деформацию наружных волокон определяют через прогиб в середине бруса:

. (2.10)

Если используется схема тарировочного устройства (см. рис. 2.15,б),

то относительную деформацию наружных волокон определяют так:

. (2.11)

При этом для измерения стрелы прогиба используют часовой индикатор с ценой деления 0,01; 0,002; 0,001 мм.

Во втором случае, если в тарировочном устройстве используют упругий элемент в форме бруса, равного сопротивления изгибу, относительную деформацию наружных волокон определяют по формуле

. (2.12)

Ширину упругого элемента тарировочного устройства принимают равной 20 – 30 мм, что позволяет производить наклейку нескольких тензорезисторов. Высоту бруса принимают равной 8 – 10 мм, что позволяет устранить ошибки, вносимые толщиной клея и другими факторами.

Точность воспроизведения деформации на тарировочном устройстве зависит от точности изготовления упругого элемента (бруса). Брус должен быть тщательно выполнен – с допусками на параллельность не более +0,0025 мм и по толщине не более ±0,01 мм. Тензорезисторы наклеивают на рабочий участок из той же партии, что и рабочие тензорезисторы, наклеенные на исследуемый объект.

По результатам измерения и по формуле

(2.13)

определяют средний коэффициент тензочувствительности, который принимают постоянным для всей партии используемых тензорезисторов. В некоторых случаях, например в силоизмерительных устройствах и прогибомерах, тарировку осуществляют непосредственно на детали.