6. 29.Тензометрические измерительные преобразователи.

Тензорезисторный преобразователь (тензорезистор) представляет собой проводник, изменяющий свое сопротивление при деформации сжатия – растяжения.

При деформации проводника изменяются его длина и площадь поперечного сечения. Деформация кристаллической решетки приводит к изменению удельного сопротивления. Эти изменения приводят к изменению сопротивления проводника.

- относительное изменение сопротивления проводника.

Е_R= ∆R/R-относительное изменение сопротивления проводника при его деформации

E_{l =} ∆l/l – относит. изменение длины проводника

Используют жидкие и твердые материалы.

Для житкости:

V=l*S=const-жидкость не сжимаемая.

l- геометрический размер; S- сечение этого размера;

удельное сопротивление;

Изменение объема при деформации характеризуется коэффициентом Пуассона.

; - относительная величина поперечной деформации.

; изменение перечного размера; - поперечный размер.

путем преобразований получаем:

Для металлов: 0,24-0,4; k= 1,48-1,8;

Для тв. материалов, формула в общем: , где

m= (∆ / )/(∆l/l);

m- мало для металлов, m>>1+2 - для полупроводников;

Классификация тензорезисторных преобразователей:

направления применения тензорезисторов в технике:

1. использование тензоэффекта проводника, находящегося в состоянии объемного сжатия;

2. использование тензоэффекта растягиваемого или сжимаемого тензочувствительного материала;

виды преобразователей:

а) свободные;

б) наклеиваемые:

- проволочные

- фальговые

- пленочные

Фольговые тензорезисторы представляют собой тонкую лаковую пленку, на которую нанесена фольговая тензочувствительная решетка из константана толщиной 4 – 12мкм. Решетка сверху покрыта лаком. Фольговые тензорезисторы нечувствительны к поперечной деформации вследствие малого сопротивления перемычек, соединяющих тензочувствительные элементы.

Проволочный тензорезистор имеет аналогичное устройство, но его решетка выполнена из константановой проволоки толщиной 20 – 50 мкм. По метрологическим и эксплуатационным характеристикам проволочные преобразователи уступают фольговым.

Пленочные преобразователи получаются путем вакуумной возгонки тензочувствительного материала и последующей конденсацией на подложку (исслед. поверхность).

Требования предьявляемые к материалам:

1. высокий коэф. тензочувствительности (k);

2. возможно низкий температурный коэф. сопротивления;

3. высокое уд. сопротивление;

4. высокая мех. прочность;

7.30. Общая характеристика основных методов измерения давления и основные типы преобразователей для измерения давления.

31.Понятие о давлении. Виды давления.

Одним из важных параметров, влияющих на ход процессов в метал­лургических печах, является давление: абсолютное, атмосферное, избыточное и вакуумметрическое.

Атмосферное давление создается массой воздушного столба земной атмосферы.

Избыточное давление определяется разностью между значениями абсолютного атмосферного давления:

Ризб ⁼ Рабс- Рат,

где Ризб - избыточное давление; р_абс - абсолютное давление; р_ат -атмосферное давление.

Под вакуумом (разрежением) понимают такое состояние газа, при котором его давление меньше атмосферного. Количественно вакуумметрическое давление определяется разностью между значе­ниями атмосферного и абсолютного давления внутри вакуумной системы:

Рвак = Рат - Рабс

Где Р_вак- вакуумметрическое давление.

За единицу давления в СИ принято давление, называемое паскалем (Па). Оно создается силой в 1 ньютон, равномерно распределенной по поверхности в 1 м².

При измерении давления в движущихся средах различают: полное, статическое и динамическое давление. Статическое - это давление, зависящее от запаса потенциальной энергии газовой (жидкостной) среды, и определяется через статический напор. Оно может быть избыточным или вакуумметрическим, в частном случае оно равно атмосферному.

Динамическое - это давление, обусловленное скоростью движения потока газа (жидкости). Определяется оно через скоростной (динамический) напор по формуле

Р_д = ρW²/2

где р_д - динамическое давление; ρ - плотность движущегося вещества; W - скорость движущегося потока.

Полное давление р_п движущейся среды слагается из статического Рст и динамического р_д давлений:

Рп=Рст + Р_д.