Механічні давачі
(глава 6)
Давачі сили
Включають досить велику кількість різних давачів
Базуються на багатьох принципах
4 основні типи:
Давачі сили
акселерометри
Давачі тиску
Гіроскопи
Покривають більшість принципів, залучених в давачах мезанічних величин
Давачі сили
Деякі з цих давачів використовуються там, де відношення до механіки
непряме
Приклад: вимірбвання температури через розширення газів в об’ємі (пневматичний
давач температури)
Деякі механічні давачі не включають в
себе рух чи силу
Приклад: оптоволоконний гіроскоп
Давачі сили - тензодавачі
Тензодавач – основний інструмент для
виміру сили
Тензодавачі вимірюють деформацію
Деформація може бути пов’язана з
напруженням, силою, обертальним моментом та низкою інших стимулів, включаючи
зміщення, прискорення чи позицію
Основний принцип будь-якого давача сили –
зміна опору при деформації
Давачі сили - тензодавачі
Визначення деформації: є металевий дріт довжини L, провідності та площею попер.перерізу A.
Опір провідника:
R = LA
логарифмуючи:
log R = log 
1
+ log 
La
= log + log 
LA
Давачі сили - тензодавачі
Диференціюючи обидві сторони:
dR = d + d(L/A) R L/A
Зміна опору відбувається з двох причин:
Зміна провідності Зміна форми провідника
Давачі сили - тензодавачі
Для малих деформацій (лінійних), обидві зміни є лінійними функціями від деформації, .
Розглядаючи обидві зміни:
dRR = Ss
Ss – чутливість пристрою
Тензодавачі
Для будь-якого тензодавача його чутливість стала
Знаходиться в межах 2 – 6 для більшості металевих тензодавачів
40 – 200 для напівпровідникових
Існує просте лінійне співвідношення між опором давача та його деформацією
Напруження та деформація
Напруження та деформація
Дано провідник (рис. вище) та напруження, прикладене вздовж нього. Напруження:
= FA = EdLL = E
= напруження [N/m2] E = модуль Юнга [N/m2 ]
= dL/L = відносна деформація