САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
О Т Ч Е Т
о лабораторной работе №8
«Метрологические испытания тензорезисторов»
Работу выполнили студенты группы:
"22" марта 2021 г.
Работу приняла:
_______________
Санкт-Петербург
2021 г.
1. Перечень используемых технических средств
№ п/п |
Наименование средства измерений |
Тип средства измерений |
Измеряемая величина |
Предел измерений (конечное значение) |
Предел допускаемой основной погрешности |
1. |
Мультиметр Agilent 34410A |
Цифровой |
Активное электрическое сопротивление постоянному току |
1 кОм |
0,00002Rизм + 0,5емр
|
2. Исходные данные:
Геометрические параметры трапецеидальной пластины:
H = (200±1)мм – расстояние от точки приложения прогибающего воздействия до места закрепления пластины;
h = (1±0,1)мм – толщина пластины.
Таблица 1: Результаты измерений тензорезистора №1
R0 =427,07 Ом, f0=12 мм
Перемещение винта f i, мм |
Прогиб f i, мм |
Сопротивление тензорезистора R, Ом |
|||||||
↓ |
↑ |
↓ |
↑ |
↓ |
↑ |
↓ |
↑ |
||
12 |
0 |
427,07 |
427,07 |
427,07 |
427,07 |
427,07 |
427,06 |
427,06 |
427,06 |
17 |
5 |
426,95 |
426,95 |
426,95 |
426,95 |
426,95 |
426,95 |
426,94 |
426,95 |
22 |
10 |
426,84 |
426,84 |
426,83 |
426,84 |
426,83 |
426,84 |
426,83 |
426,83 |
27 |
15 |
426,71 |
426,72 |
426,72 |
426,72 |
426,71 |
426,74 |
426,71 |
426,72 |
32 |
20 |
426,59 |
426,6 |
426,59 |
426,6 |
426,59 |
426,62 |
426,59 |
426,6 |
37 |
25 |
426,47 |
426,48 |
426,47 |
426,48 |
426,47 |
426,49 |
426,46 |
426,47 |
Таблица 2: Результаты измерений тензорезистора №5
R0 =392,23 Ом, f0=12 мм
Перемещение винта f i, мм |
Прогиб f i, мм |
Сопротивление тензорезистора R, Ом |
|||||||
↓ |
↑ |
↓ |
↑ |
↓ |
↑ |
↓ |
↑ |
||
12 |
0 |
392,24 |
392,23 |
392,23 |
392,22 |
392,22 |
392,22 |
392,22 |
392,22 |
17 |
5 |
392,32 |
392,3 |
392,3 |
392,3 |
392,3 |
392,3 |
392,3 |
392,3 |
22 |
10 |
392,39 |
392,38 |
392,38 |
392,37 |
392,38 |
392,37 |
392,38 |
392,37 |
27 |
15 |
392,47 |
392,46 |
392,46 |
392,45 |
392,45 |
392,45 |
392,46 |
392,45 |
32 |
20 |
392,54 |
392,54 |
392,54 |
392,53 |
392,53 |
392,53 |
392,54 |
392,53 |
37 |
25 |
392,63 |
392,63 |
392,63 |
392,62 |
392,62 |
392,62 |
392,62 |
392,62 |
Обработка результатов измерений:
=427,07
Ом
=392,23
Ом
Таблица 3: Результаты расчётов для тензорезистора №1
Прогиб fi мм |
Деформация i |
Относительное
изменение сопротивления тензорезистора |
Средние арифм. значения |
Средне-квадрат. знач.Si |
|||||||||
0 |
0 |
0,00878 |
0,00878 |
0,00878 |
0,00878 |
0,00878 |
-0,01463 |
-0,01463 |
-0,01463 |
0,000 |
0,000012 |
||
5 |
0,000125 |
-0,27221 |
-0,27221 |
-0,27221 |
-0,27221 |
-0,27221 |
-0,27221 |
-0,29562 |
-0,27221 |
-0,0002751 |
0,000008 |
||
10 |
0,00025 |
-0,52978 |
-0,52978 |
-0,55319 |
-0,52978 |
-0,55319 |
-0,52978 |
-0,55319 |
-0,55319 |
-0,0005415 |
0,000013 |
||
15 |
0,000375 |
-0,83418 |
-0,81076 |
-0,81076 |
-0,81076 |
-0,83418 |
-0,76393 |
-0,83418 |
-0,81076 |
-0,0008137 |
0,000023 |
||
20 |
0,0005 |
-1,11517 |
-1,09175 |
-1,11517 |
-1,09175 |
-1,11517 |
-1,04492 |
-1,11517 |
-1,09175 |
-0,0010976 |
0,000024 |
||
25 |
0,000625 |
-1,39615 |
-1,37274 |
-1,39615 |
-1,37274 |
-1,39615 |
-1,34932 |
-1,41957 |
-1,39615 |
-0,0013874 |
0,000021 |
||
Примеры расчёта для fi=10 мм из таблицы №3:
Таблица 4: Результаты расчётов для тензорезистора №5
Прогиб fi мм |
Деформация i |
Относительное изменение сопротивления тензорезистора
|
Средние арифм. значения |
Средне-квадрат. знач.Si |
|||||||||
0 |
0 |
0,03824 |
0,01275 |
0,01275 |
-0,01275 |
-0,01275 |
-0,01275 |
-0,01275 |
-0,01275 |
0 |
0,000019 |
||
5 |
0,000125 |
0,24221 |
0,19122 |
0,19122 |
0,19122 |
0,19122 |
0,19122 |
0,19122 |
0,19122 |
0,00019759 |
0,000018 |
||
10 |
0,00025 |
0,42068 |
0,39518 |
0,39518 |
0,36969 |
0,39518 |
0,36969 |
0,39518 |
0,36969 |
0,00038881 |
0,000018 |
||
15 |
0,000375 |
0,62464 |
0,59915 |
0,59915 |
0,57365 |
0,57365 |
0,57365 |
0,59915 |
0,57365 |
0,00058959 |
0,000019 |
||
20 |
0,0005 |
0,80311 |
0,80311 |
0,80311 |
0,77761 |
0,77761 |
0,77761 |
0,80311 |
0,77761 |
0,00079036 |
0,000014 |
||
25 |
0,000625 |
1,03257 |
1,03257 |
1,03257 |
1,00708 |
1,00708 |
1,00708 |
1,00708 |
1,00708 |
0,00101664 |
0,000013 |
||
Примеры расчёта для fi=10 мм из таблицы №4:
Расчёт коэффициента тензочувствительности S:
,197;
.
Среднеквадратическое значение погрешности его определения:
;
.
Таблица 5: Погрешности для тензорезистора №1
Прогиб fi мм |
Систематическая погрешность
|
максимальные значения случайных
погрешностей, отсчитываемые от
статической характеристики преобразования
gi |
0 |
0,000 |
14,635 |
5 |
-0,506 |
20,995 |
10 |
7,769 |
19,476 |
15 |
10,189 |
59,948 |
20 |
0,902 |
53,587 |
25 |
-14,238 |
46,435 |
10
6
10
6Примеры расчёта для fi=10 мм из таблицы №5:
Таблица 6: Погрешности для тензорезистора №5
Прогиб fi мм |
Систематическая погрешность 10 6 |
максимальные значения случайных погрешностей, отсчитываемые от статической характеристики преобразования gi 10 6 |
0 |
0,000 |
38,243 |
5 |
-2,806 |
41,812 |
10 |
-11,985 |
31,107 |
15 |
-11,604 |
27,538 |
20 |
-11,222 |
23,970 |
25 |
14,654 |
30,589 |
Рисунок 1. График линейной характеристики тензорезитора №1
Рисунок 2. Погрешность измерений при испытаниях тензорезистора №1
Рисунок 3. График линейной характеристики тензорезитора №5
Рисунок 4. Погрешность измерений при испытаниях тензорезистора №5
Выводы
В ходе проделанной работы, было произведено
исследование параметров двух
тензорезисторов №1 и №5. Также, были
рассчитаны средние значения их
сопротивлений при разных значениях
деформации, и коэффициент тензочувствительности
(
;
).
Так как они были прикреплены с разных
сторон пластины, получились значения
разные по знаку. Также, были вычислены
среднеквадратические значения
погрешностей их определения и построены
графики линейных зависимостей (рисунках
1 и 3). К тому же, были получены графики
погрешностей измерений (рисунки 2 и 4),
а также найдены максимальные значения
случайных погрешностей, которые можно
принять в качестве абсолютной погрешности
результатов калибровки тензорезисторов
(
).