8.6 Тензометричний первинний вимірювальний
ПЕРЕТВОРЮВАЧ
Тензометричні перетворювачі мають назву тензорезистори.
Принцип дії
тензометричних резисторів полягає на
явищі тензоефекту
– це властивість матеріалів змінювати
при деформації чи механічні напругі
свій електричний опір. Під дією механічної
сили виникає деформація тензорезистора:
змінюється довжина
та площа поперечного перерізуS
провідника. Деформація кристалічної
решітки призводить до зміни питомого
опору ρ.
Ці три чинники призводять до зміни
електричного опору провідника, а саме:
Конструктивні особливості:
Для виготовлення тензометричних резисторів використовуються такі матеріали, як: константант, нікель, ніхром, кремній, германій.
Конструктивно тензометричні резистори виконуються з проволоки, з фольги, плівки або прямокутників напівпровідникового матеріалу, які наклеєні на тонкий папір або на плівку лаку. До кінців тензометричного елемента припаюються мідні вивідні провідники. Тензометричний резистор, який закріплений на об`єкті, що досліджується, за допомогою клею або лаку сприймає механічну силу його поверхневого шару, а напрямок деформації збігався з напрямком поздовжньої осі тензорезистора.
Фольгові тензорезистори – це тонка лакова плівка, на яку нанесена фольгова тензочутлива решітка з константанту товщиною 4…12 мкм. Решітка зверху покрита лаком. Конструктивно такий тензометричний резистор має такий вигляд: див. рисунок 4 «а».
а
)
б)
в)
Рисунок 4 – Конструктивні особливості тензорезистоів
Дротові тензорезистори мають таку саму будову, а товщина складає 20…50 мкм: див. рисунок 4 «б».
Напівпровідникові тензорезистори – це пластинка монокристалу кремнію або германію довжиною 5…10 мм, шириною 0,2…0,8 мм: див. рисунок 4 «в». Опір дорівнює від 50 От до 800 Ом. Тензочутливість знаходиться в межах від 55 до 130. (рисунок «в»).
Характеристика градуювання тензорезистора, а саме, залежність опору R від відносної деформації описується лінійним рівнянням:
,
де ST – тензочутливість матеріалу. Наприклад, для константанту складає 2…2,1.
8.7 Індукційний первинний вимірювальний
ПЕРЕТВОРЮВАЧ
Принцип
дії індукційного перетворювача
ґрунтується
на законі електромагнітної індукції,
згідно з яким змінне магнітне поле
наводить у довільному контурі, що
знаходиться в цьому полі, електрорушійну
силу, значення якої прямо пропорційне
швидкості зміни магнітного поля. На
рисунку 5 наведено, як приклад, конструкцію
індукційного перетворювача швидкості
вібрації в електрорушійну силу.
1 – магнітопровід;
2 - кільцевий магніт;
3 – полюсний наконечник;
4 – котушка на каркасі;
Рисунок 5 – Конструкція індукційного перетворювача
Вібрація через вал передається на котушку, внаслідок чого котушка переміщується в магнітному полі і в ній наводиться РЕС, яка пропорційна швидкості вібрації. Слід відзначити, що магнітний потік є величиною постійною у тій частині котушка, яка знаходиться між полюсами магніту, тому то ЕРС у цієї частини не виникає. Частина котушки, яка знаходиться зовні полюсів магніту, пронизується тим же магнітним потоком, але змінилася кількість витків котушки, як наслідок, змінюється величина ЕРС, яка й пропорційна швидкості вібрації. Наведена ЕРС вимірюється вторинним приладом.