Федеральное агентство по образованию
БИЙСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (филиал)
государственного образовательного учреждения высшего
профессионального образования “Алтайский государственный
технический университет имени И.И.Ползунова”
Кафедра МСИА
Лабораторная работа №3 «Тензорезисторные преобразователи. Электрические методы контроля давления»
Выполнили
Студенты группы БТ-81: Белоусова Л.Т.
Етепнёва Т.В.
Стешин С.С.
Санников В.А.
Проверил
доцент: Пята В.М.
Бийск 2012.
Цель работы:
Изучить назначение, принцип действия и конструктивные особенности тензорезисторных преобразователей.
Ход работы:
Нагружая на винтовом прессе тензометрическую балку, измерять напряжение небаланса мостовой схемы. Шаг нагружения 0,1 мм. Деформацию балки контролировать часовым индикатором, напряжение небаланса – мультиметром.
Для заданного преподавателем диапазона нагружений осуществить прямой и обратный ход. По полученным результатам расчитать вариацию измерительной мостовой схемы. Сделать выводы.
Теоретическая часть
ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Предназначены для преобразования деформаций в электрический сигнал. Принцип действия: изменение электрического сопротивления проводящих элементов при их деформации.
1 Классификация тензорезисторов (по конструкции):
1. проволочные;
2. жидкопроводниковые;
3. фольговые;
4. пленочные;
5. полупроводниковые дискретного типа;
6. интегральные полупроводниковые.
1.1 Проволочные тензорезисторы
Проволочный тензорезистор – тензорезистор общего назначения с плоской петлевой решеткой из вытянутой проволоки. Диаметр проволоки 10 ... 30 мкм, R=30 ... 500 Ом, IБ =2 ...100 мм.
|
а) |
б) |
|
Рисунок 1 – Проволочные тензорезисторы: а) с плоской петлевой решеткой б) с двухслойной петлевой решеткой 1 – основа (подложка); 2 – проволочная рамка; 3 – выводы; IБ – размер базы | |
Кроме наиболее распространенной петлевой конструкции проволочных тензорезисторов, существуют и другие. При необходимости уменьшения измерительной базы преобразователя его изготавливают двухслойным, так называемым витковым способом. Диаметр проволоки у тензорезисторов с двухслойной петлевой решеткой – 10 ... 30 мкм, размер базы – 1.. 3 мм.
|
|
|
Рисунок 16 – Тензорезистор с плоской беспетлевой многопроволочной Решеткой |
Тензорезистор с плоской беспетлевой многопроволочной решеткой имеет диаметр проволоки 10 ... 30 мкм, IБ = 3 ... 200м и более. Предназначен для традиционных измерений на металлических материалах и на участках со сложным распределением нагружений.
|
|
|
Рисунок 2 Многоэлементный тензорезистор (розетка) |
Беспетлевые однопроволочные из тянутой проволоки диаметром 10 ...20 мкм, IБ от 10 мм и выше, предназначены для измерений на металлических и неметаллических материалах.
Тензорезисторы беспетлевые из жилы литого микропровода диаметром 2... 6 мкм, IБ = 1 ... 3 мм используются для измерения в зонах со значительными градиентами деформаций.
В варианте, когда в одном месте необходимо измерить деформации в нескольких направлениях, применяют многоэлементные тензорезисторы (розетки), образованные из двух, трех или четырех линейных тензочувствительных элементов, объединенных общей основой.
Решетки проволочных тензорезисторов изготовляют из тензометрической константановой проволоки. В высокочувствительных тензорезисторах используют отожженную в вакууме мягкую константановую проволоку с относительным удлинением 10 ... 20%. Высокотемпературные тензорезисторы для измерений при температуре свыше 525К изготовляют из хромоникелевых, никель-молибденовых, а также легированных хромоникелевых сплавов. Тензорезисторы общего назначения обычно имеют бумажную и пленочную основу с ограниченной термо- и морозостойкостью и пригодны для измерений в диапазоне температур 225 ... 325 К. Диапазон измеряемых деформаций для них составляет +3 ... 10 тыс.еод.