
- •Лекция 14. Тензодатчики
- •14.1 Вводные понятия
- •14.2 Физико-механические свойства металлов
- •14.3 Виды тензопреобразователей
- •14.4 Схемы включения тензодатчиков
- •14.5 Температурный фактор и тензометрия
- •Обработка сигналов тензодатчиков
- •Погрешности тензометрии
- •Область применения проволочных тензодатчиков
14.4 Схемы включения тензодатчиков
Как правило, одного тензорезистора явно недостаточно для измерения деформации объекта. Так, при начальном сопротивлении недеформированного тензорезистора, равном 100 Ом пределы изменения сопротивления при полной деформации составит всего 1 Ом, и при относительной погрешностью (1 – 2)%, в абсолютном выражении погрешность составит величины (0.02 – 0.04) Ом.
В зависимости от доступности поверхностей объекта схемы включения тензорезисторов именуются "четверть моста", "половина моста" и "целый мост". (рис. 14.7).
Рис. 14.7
По отношению к полному сопротивлению тензорезистора в относительных единицах точность измерения сопротивления окажется уже (0,02 – 0,04)%.
Уравнения для выходного напряжения моста получены в предположении, что в исходном состоянии ненапряженных датчиков выходное напряжение моста равно нулю, т.е. мост сбалансирован.
На схемах (рис. 14.8) принято, что сопротивления всех плеч моста, в том числе, сопротивления недеформированных тензорезисторов равны R. Напряжение питания моста Е0. Выходное напряжение, вызванное деформацией тензорезисторов. возникает в измерительной диагонали и обозначено через Uд.
Рис. 14.8
Четверть-мостовые схемы с одним тензорезистивным датчиком применяются в тех случаях, когда можно пренебречь влиянием внешних факторов, прежде всего – влиянием температуры (рис. 14.9).
Рис. 14.9
Полумостовые схемы обеспечивают существенную компенсацию температурных погрешностей. Применяется две основные конфигурации:
если объект подвергается изгибу, и обе его поверхности доступны, то тензорезпсторы приклеивают на обе противоположные поверхности так, чтобы тензорезисторы испытывали деформации, равные по величине, но противоположные по направлению (рис. 14.10);
Рис. 14.10
с одним активным тензорезистором 1, расположенным на деформируемом объекте и вторым – пассивным 2, расположенным вблизи первого, но не подвергающегося деформации (рис. 14.11).
Рис. 14.11
Схема полного моста, по аналогии с полумостовой схемой, может работать с двумя активными и двумя пассивными тензорезисторами или с четырьмя активными тензорезисторами, из которых два воспринимают деформацию растяжения, а два – деформацию сжатия (рис. 14.12).
Рис. 14.12
При подключении тензорезисторов необходимо:
■ принимать все известные меры по защите измерительных цепей от действия помех;
■ использовать соответствующее многопроводное подключение датчиков для исключения влияния соединительных проводников;
■ помнить, что тензорезистивные мостовые схемы необходимо первоначально балансировать, так как разброс номинальных значений тензорезисторов, даже из одной партии, может достигать единиц процентов;
■ для лучшей компенсации температурной погрешности, учитывая, что разброс сопротивлений тензорезисторов может достигать ±20%, необходимо, чтобы все четыре плеча имели близкие по значению номинальные сопротивления.
■ одним из методов температурной коррекции при измерениях служит применение наклеивания на испытуемую деталь двух преобразователей, подвергающихся равной деформации разного знака.