Индуктивные тензометры

Э то дифференциально включенные системы (рис.10.2). При ходе S опоры индуктивность одной катушки увеличивается на +DL, а другая – уменьшается на -DL. С помощью мостовой схемы разность L₁ - L₂= 2 DL может быть преобразована в электрическое напряжение. Можно получить линейную зависимость напряжения от перемещения якоря до 80% длины катушки.

Характеристика индуктивных элементов

Входная величина - линейное перемещение, угол отклонения.

Выходная величина – изменение индуктивности, переменного напряжения.

Диапазон измерения – 80% длины катушки.

Погрешность – 1-3%

Частотный диапазон – 0-10⁴ Гц.

Преимущества: высокая чувствительность, простота, отсутствие износа, большие перемещения.

Недостатки: чувствительность к внешним магнитным полям.

В индуктивных тензометрах сердечник связан с подвижной опорой, а катушки составляют часть корпуса тензометра.

На рис.10.3 приведена схема применения индуктивного тензометра. На схеме обозначены: 1 – корпус тензометра, 2 – держатели с опорными элементами, 3 – стол испытательной машины, 4 – объект для измерения деформаций.

Емкостные тензометры используют при высоких температурах. Наибольшие температуры, при которых может применяться тензометр – 700 – 750⁰C. Плечами мостовой схемы являются конденсаторы (рис.10.4).

 

Рис.10.4 - Конструктивная схема емкостного тензометра и его характеристика

На схеме обозначены: 1 – рамки, 2 – обкладки конденсатора на керамических пластинах.

Струнные тензометры

П ринцип работы основан на том, что частота собственных колебаний струны изменяется при растяжении (рис.10.5). По обмоткам электрических магнитов проходят электрические импульсы и возбуждают колебания в струне. Частота собственных колебаний струны измеряется путем снятия с выводов обмотки электрического напряжения. Частота электрического напряжения является мерой деформации.

На схеме обозначены: 1 – корпус, 2 – электромагниты для возбуждения колебаний в струне, 3 – подвижная опора, 4 – объект измерения, 5 – струна.

Динамические измерения производятся до частот £ 25 Гц. Применяют в строительстве (контроль за плотинами), горном деле, судостроении.

 

9.2. Механические способы измерения деформаций

 

Механические тензометры с рычажной передачей

Применяют для легкодоступных мест, если деформация статическая. Закрепляют такие тензометры при помощи прижимов.

Т ензометр (рис.10.6) содержит корпус 1 с неподвижной призмой (опорой), подвижную призму - опору 2, рычажную систему, содержащую четыре рычага, один из которых – это указатель 4, и отсчетную шкалу 5.

Перед измерением деформаций тензометр закрепляется на объекте измерения 3. Рычажная система увеличивает изменения базы L₀ до 12000 раз.

Механические тензометры с торсионной лентой

В таких тензометрах чувствительным элементом является скрученная натянутая лента (спиральная пружина, как в часах), к которой в середине прикреплен указатель.

Кернерные тензометры

Б азы 10 - 300 мм. Чувствительность превышает 0,5 мкм. Применяется для длительного контроля за состоянием сооружений. DL=L-L₀; L₀ и L измеряют путем кратковременной установки тензометра на шарики, зачеканенные в исследуемую поверхность (рис.10.7). Разность L-L₀ определяет деформацию. Чаще всего применяют шарики Æ1,5 мм.

На схеме обозначены: 1 – корпус с неподвижной опорной призмой, 2 – рычаг с подвижной призмой, 3 – индикатор.

З еркальный тензометр Мартенса представлен на рис. 10.8.

На схеме обозначены: 1 – прижимная пружина с неподвижной опорой, 2 – призма с зеркалом, 3 – зрительная труба, 4 – линейка – шкала. L₀ = 100 – 200 мм.

Погрешность измерения менее 0,1 %. Схема позволяет установить соотношение , откуда .