Область применения тензорезисторов. Тензометрические преобразователи перемещений. Схемы упругих элементов.
Области применения тензорезисторов весьма многообразны, но можно выделить две основные:
1) Исследование физических свойств материалов, измерение деформаций и напряжений в деталях машин, элементах конструкций. Для этих задач характерны значительно широкие изменения параметров окружающей среды, невозможность градуировки измерительных каналов. Основной причиной погрешности в этих случаях является разброс параметров тензорезисторов, дефекты наклейки тензорезистора. Погрешность 2 …10%.
2) Измерение механических величин, преобразуемых в деформацию упругого элемента. Это реализуется с помощью специально изготовленных датчиков. В этом случае датчики градуируются по измеряемой величине и погрешности измерений лежат в диапазоне 0,5… 0,05%.
Механические величины, которые могут измеряться: перемещение, усилие, давление, момент, параметры вибраций, ускорение.
Тензорезисторы используют для измерения статических и динамических деформаций. Основные схемы для определения характеристик чувствительности элементов тензорезисторных преобразователей перемещений:
а) |
б) |
в) |
г) |
д) |
е) |
ж) |
з) |
и) |
к) |
л) |
м) |
н) |
о) |
Рисунок 23 – Основные схемы для определения характеристик чувствительности элементов тензорезисторных преобразователей перемещений |
|
Коэффициент преобразования тензорезисторных преобразователей перемещений в статическом режиме определяется из соотношения
еод· мм-¹, (117)
где - измеряемое перемещение.
Выбор
оптимальных размеров чувствительных
элементов для наиболее простых схем
можно производить с помощью номограмм,
приведенных на рисунке 24 и 25. На рисунке
24 приведена номограмма для выбора
размеров стальных консольных чувствительных
элементов равного сопротивления изгибу,
а также для оценки их жесткости (по
величине реакции
)
в зависимости от диапазона измерений.
На номограмме показан порядок определения
длины и характеристики жесткости
чувствительного элемента, предназначенного
для измерения перемещений до
мм. Задавшись, например, толщиной
чувствительного элемента
мм,
находим из номограммы размер
мм
и величину
Н.
|
Рисунок 24 – Номограмма для выбора размеров консольных чувствительных элементов преобразователей перемещения. |
На
рисунке 25 изображены семейства кривых,
характеризующих зависимость коэффициента
преобразования
от измеряемых перемещений.
|
Рисунок 25 – Номограмма для выбора размеров чувствительных элементов в форме рамы для преобразователей перемещения. |
Для
стальных П-образных чувствительных
элементов с жесткими стойками
и двумя активными тензорезисторами
семейства кривых
пересекаются ограничительными кривыми,
лимитирующими величину предельной
деформации тензорезисторов (
тыс. еод), а также жесткости (механического
сопротивления) чувствительных элкементов
(
Н), если жесткость последних требует
ограничения. В случае, если на упругий
элемент наклеено четыре тензорезистора,
включенных по схеме полного моста,
величину
,
найденную по номограмме удваивают.
Механические величины, которые могут измеряться с использованием тензопреобразователей: перемещение, усилие, давление, момент силы, параметры вибраций, ускорение.
Тензорезисторы используют для измерения статических и динамических величин. Основные схемы для определения характеристик чувствительности элементов тензорезисторных преобразователей перемещений:
Расходомеры постоянного перепада давлений (ротаметры). Конструктивные схемы ротаметров прямого наблюдения и с электрической дистанционной передачей измерительной информации. Метрологическая характеристика.
Наиболее распространенными приборами группы расходомеров постоянного перепада давлений являются ротаметры. Ротаметры делятся на две основные группы: со шкалой местных показаний и дистанционным измерением величины линейного перемещения обтекаемого тела – поплавка.