Призначення та принцип роботи вимірювальних схем

III. ВИМІРЮВАННЯ ДЕФОРМАЦІЙ ЗА ДОПОМОГОЮ ТЕНЗОРЕЗИСТОРІВ

Як відомо, тензорезистор сприймає вимірювані деформації і пертворює їх у відповідні зміни свого електричного опору. Але для того, щоб ці зміни опору стали видимим відображенням досліджуваного процесу, їх потрібно перетворити в пропорційні зміни сили струму чи напруги. Для цього тензорезистор включають у певну вимірювальну схему, яка здатна здійснити такі перетворення.

В електротензометрії використовують два види вимірювальних схем: потенціометричну та мостову. Кожна з них формує електричні сигнали, які пропорційні опору тензорезистора, що змінюється при його деформуванні внаслідок деформації досліджуваного об’єкту.

3.1.1. Потенціометрична схема з джерелом постійного струму

Найпростішою вимірювальною схемою є потенціометрична. Це - двораменний подільник напруги, який складається з тензорезистора з опором і баластного опору , з’єднаних між собою послідовно (рис.3.1). Цей ланцюг з’єднано з джерелом живлення постійного струму з напругою .

Рис.3.1. Потенціометрична схема для вимірювання деформацій.

Під час зміни опору тензорезистора, в ланцюгу подільника виникає пульсуючий струм. Тому, між крайніми точками і , активного рамена подільника, окрім постійної напруги , буде також змінна напруга , що відповідає змінам опору тензорезистора.

Якщо врахувати, що під час зміни деформації зміна опору тензорезистора становить десяті частки від величини його номінального опору то зрозуміло, що . Тому, якщо до кінців тензорезистора під’єднати вимірювальний прилад, розрахований на напругу , то він практично не реагуватиме на такі незначні зміни напруги.

Для надійної фіксації вимірюваної величини застосовують вимірювальні прилади, які розраховані на напругу, що ненабагато більша від , і під’єднують їх до тензорезистора через конденсатор . Це дає змогу відділити вимірювальний прилад від впливу постійної напруги, оскільки конденсатор пропускає лише змінну складову напруги, що підлягає вимірюванню.

Така схема включення тензорезистора дає змогу проводити вимірювання навіть швидкоплинних динамічних процесів.

Величина напруги на виході подільника визначається так:

(1)

і оскільки , то звідси отримаємо

. (2)

Поділивши чисельник і знаменник правої частини виразу на , знайдемо

. (3)

Врахувавши, що , де - опір недеформованого дроту тензорезистора; - чутливість дроту до деформації; - відносна деформація дроту; - абсолютний приріст опору деформованого дроту, остаточно маємо

. (4)

З формули (4) видно, що найбільшої чутливості ця схема досягає тоді, коли через тензорезистор протікає максимально допустимий струм і та при щонайменшому значенні .

На практиці прийнято застосовувати рівнораменну потенціометричну схему з двох однакових тензорезисторів, один з яких виконує роль активного рамена, а інший допоміжну роль баластного рамена. Тоді формула (4) істотно спрощується:

. (5)

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Приклад формування умовного позначення тензодатчика	\|	Мостовий метод вимірювання опору

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.041 сек.