3. Тензорезистордың түрлері және ерекшеліктері

Сымнан жасалған тензорезистор:

• ілмекті (тұзақты) тензорезистор

3

2

1

l

l

• ілмексіз (тұзақсыз) тензорезистор.

1. Сымдық тензорезистор.

2. Тензорезистордың негізі.

3. Қосылатын ұштары.

• Фолгадан жасалған тензорезистор.

Осы тензорезистордың өлшеу базасы l=5-200мм, және кедергісі R=50-400 (ом).

Ілмекті сымдық тензорезистордың көлденең деформацияға сезімділігі өте жоғары. Осы қасиет өлшейтін параметрлердің дәлдігіне әсер береді және тензорезистордың кемшілігіне жатады. Ілмексіз тензорезистордың ондай кемшілігі жоқ, себебі көлденең деформацияны қабылдамайды.

Фольгадан жасалынған тензорезисторлар фольгадан (жұқа жапырақты метал) фотохимиялық тәсіл бойынша орындалады. Осындай тензорезистордың негізі ретінде клейдің қабаты саналады. Фольганың қалындағы 5-10 мкм, ал клей қабаттың қалындығы 30-40 мкм (микрометр-10^-6м).

Фольгадан жасалған тензорезистордың жақсы жақтары белгілі:

• тензотордың көлденең қимасының пішіні (формасы) өте тиімді;

• көлденең деформацияға сезімділігі өте төмен;

• технологиялық жағынан дайындау оңай;

• тензотордың әр түрін дайындауға болады (өлшеу базасы 0,5 мм тең және одан жоғары).

• деформацияны екі бағытта өлшеуге болады.

4. Жартылай электрөткізгіштік сымнан жасаған тензорезистор

Осындай тензорезистордың сезімді элемент ретінде монокристалды жартылай сым (германий, кремний) қабылданған, қалындағы 20-50 мкм, ені 0,5 мм және ұзындығы 2÷12 мм.

Жетістігі – сымдық тензорезистормен салыстырғанда тензосезімділігі бірнеше жоғары болады, κ=120

Кемшілігі:

1. сымдық тензорезистор мен салыстырғанда β₀ – тензорезистор кедергісінің температуралық коэффиценті 60 есе жоғары;

2. κ – тензосезімділік коэффиценті температураға және деформацияның мөлшеріне байланысты;

3. сынғыштығы өте жоғары (морт сынады).

Жартылай сымдық тензорезисторларды көп жағдайда практикада пайдаланады. Оларды күшөлшегіш аспаптардың электірлік түрлендіргіштер ретінде пайдаланады және импульстік процестерді анықтау үшін қолданады.

5. Тензорезисторлық өлшегіш аспаптардың жүйесі

Деформациялың мөлшері тең болған кезде тензорезистордың кедергісі ОМ – ның мыңдық бөлігіне тең. Осындай кедергісінің өте аз өзгеруін тек қана электірлік жүйемен анықтауға болады. Практикада электрлік жүйемен екі түрі қолданады:

1. Уитсон жүйесі;

2. Реохорды бар жүйесі;

V- қоректену көзі;

G- гальванометр;

R₁, R₁, R₁, R₁ – тензорезистордың кедергісі;

I₁, I₂ – токтың күші.

Уитсон жүйесі төрт кедергісінен жиналады - R₁, R₁, R₁, R₁. Диоганаль ВД-ға қоректену көзі (V) қосылған, ал АС диоганальда G-деген гальванометр бар.

Е

(3)

(4)

(5)

гер АС-диоганальда тоқтың мөлшегі нольге тең болған кезде жүйеде баланс шартты орындалады (теңестіру шарты). Бұл жағдайда А және С нүктеде электірлік потенциялдар бір-біріне тең саналады.

(1)

Баланс шарты болған кезде келесі шарт орындалады.

(2)

Егер осы кедергісінің біреуі өз мөлшерін өзгертсе, онда А және С нүктелердің арасында ток пайда болады. Осы токтың мөлшері кедергісі мөлшерінің өзгеруіне байланысты және пропорцияналды байланыста болады. Осындай кедергісінің өзгеруін анықтау әдісі – ауытқып кету әдісі деп аталады. Бірақ осы әдістің кемшілігі бар, АС – диоганальдағы токтың мөлшері тензорезистордың кедергісіне және қоректену көзінің электрпотенциалына байланысты. Сондықтан, бұл әдістің анықтау дәлдігі жоғары емес, сол себептен практикада көп қолданылмайды.

Дәлдігі жоғары деп – нольдік деген анықтау әдісі саналады. Бұл жағдайда электрлік жүйеге рехорд – деген элемент енгізіледі. Осы реохордтың кедергісі 2R_p – тең. АС – диоганальда ток нольга тең. Баланс шарты орындалған кезде реохордтың жылжымалы элементі А нүктеде орналасады.

Б

(3)

аланс шарты келесі түрде жазылады (2-ші формула бойынша)

Егер -тензорезистордың кедергісін Δ өзгерткен кезде осы жүйені балансқа келтіру үшін реохорттың жылжымалы элементін Δ жылжыту керек және баланс шартты келесі түрде жазылады.

(4)

Әдеттегі жағдайда

(5)

(

(6)

5) формуланы (4) формулаға енгізсек және өзгерістен (қысқартудан) кейін келесі түрде жазылады

(7)

(7) формуладан (8) пайда болады ( болу керек және бөлшектің алымын , бөлімін бөлген жағдайда)

(8)

Тензорезистордың кедергісінің салыстырмалы өзгеруі ( ) деформацияның мөлшерін сипаттайды және реохордтың шкаласынан анықталады. Осы реохордтың шкаласы салыстырмалы деформацияның бірлігі бойынша жасалынады.

(9)

-салыстырмалы кедергісінің және деформацияның арасындағы байланыс коэффиценті.

Нөльдік анықтау әдістің дәлдігі жоғары және осы әдістің жетістігі белгілі:

1. қоректену көздің электрпотенциялдың өзгеруі өлшенген токтың мөлшеріне әсерін тигізбейді.

2. реохордтағы сымның көлденең қимасының ауданын және салыстырмалы кедергісін өзгерту арқылы реохорд шкаласының масштабын өзгертуге мүмкіншілік бар.