Рекомендуем вам также следующие ресурсы по темам, связаным с домами - строительство, недвижимость, дизайн интерьера :



Производство в России: тензодатчики и электронные автомобильные весы


 Новостройки и новые жилищные комплексы, обзоры

 



ТЕНЗОДАТЧИК СОПРОТИВЛЕНИЯ

 
ТЕНЗОДАТЧИК СОПРОТИВЛЕНИЯ первичный прибор, применяемый в электротензометрии, с помощью которого производятся измерения относительных деформаций конструктивных элементов при нагружении или воздействии температуры. Наиболее распространены тензодатчики сопротивления однократного использования, однако известны тензодатчики сопротивления съемного типа, допускающие многократное применение.Простейшим тензодатчиком сопротивления однократного использования является линейный проводник из тензочувствительного сплава, наклеенный на исследуемую поверхность и включенный в электрическую цепь вместе с вторичным показывающим или регистрирующим прибором.
 
При деформациях поверхности изменяются длина, сечение и удельное сопротивление тензочувствительного проводника (тензорешетки), что вызывает общее изменение его сопротивления, пропорциональное относительной деформации поверхности объекта исследования. Связанное с этим изменение электрического тока в измерительной цепи (электрический сигнал) усиливается и фиксируется перемещением стрелки или в записывающей системе вторичного прибора — измерителя или регистратора деформаций.Принципиальная схема измерений с помощью тензочувствительного сплава обычно основывается на использовании мостовых схем, позволяющих измерять только приращения сопротивлений тензодатчиков и обеспечивать компенсацию температурных влияний. Уменьшение температурных ошибок достигается включением активных (рабочих) и компенсационных тензодатчиков в смежные плечи моста.
 
При этом компенсационный тензодатчик располагается, как правило, на недеформируемом участке поверхности или на отдельном образце из того же материала, что и исследуемый объект. Для контроля общих условий работы измерительной цепи используются контрольные тензодатчики, наклеиваемые рядом с компенсационным, но включаемые в «активное» плечо мостовой измерительной схемы. Измерения в отдельных точках исследуемого объекта производятся последовательно путем подключения соответствующих активных тензодатчиков к измерителю через коммутатор (переключатель) или одновременно путем использования многоканальной регистрирующей аппаратуры.
 
Основными тензометрическими характеристиками тензодатчиков сопротивления определяющими их метрологические свойства, являются: тензочувствительность, чувствительность к температурным воздействиям, ползучесть и динамическая чувствительность.Тензочувствительность — коэффициент, характеризующий величину относительного изменения сопротивления материала тензорешетки или датчика в зависимости от относительных деформаций последнего. Тепло чувствительность (S) материала тензорешетки определяется по формуле.Коэффициент тензочувствительности тензодатчика сопротивления в целом зависит также от конструкции и базы датчиков, материала основы и режима сушки или полимеризации клея или цемента.
 
Температурное влияние при тензометрических измерениях выражается также в уменьшении тензочувствительности тензодатчиков сопротивления, связанном с изменением упругих свойств основы и клея.Ползучесть тензочувствительного сплава нетемпературная и температурная определяется зависимостью относительного уменьшения величины измеренной деформации от времени, деформации и температуры. Ползучесть зависит от свойств материалов и конструкции тензочувствительного сплава и мало зависит от знака и величины относительной деформации при величине ее менее 1%. Процент ползучести определяется по формуле.
 
Для измерения деформаций внутри исследуемого объекта, а также напряжений (давлений) в конструкциях из схватывающихся материалов применяются глубинные гидроизолированные датчики, в которых тензорешетка заключена в массивную оболочку из гидроизолирующего материала (различные полимерные материалы и компаунды). Известны также конструкции глубинных датчиков, в которых тензорешетки наклеены на чувствительный упругий элемент, заключенный в защитную металлическую оболочку цилиндрической формы. Во всех случаях для уменьшения искажений поля деформаций и напряжений от присутствия датчика как инородного тела необходимо соблюдение ряда требований к ориентации, форме и относительной жесткости датчика. При измерениях внутри элементов из анизотропных материалов (бетон) длина L для датчика деформаций и диаметр D для датчиков напряжений должны в 3—5 раз превышать размер крупного заполнителя.
 
Исследования работы конструкций из нехрупких материалов за пределами упругости (сталь, алюминиевые сплавы, пластмассы) требуют применения датчиков больших деформаций (е свыше 1%), в которых для решетки используется константановая тензопроволока, подвергнутая высокотемпературной обработке в глубоком вакууме, или проволока из специальных сплавов. Возможность таких измерений без заметных дополнительных ошибок обеспечивается в случае, если ST — 2,0, а основа и клей датчика имеют минимальную ползучесть (П<0,2—0,3% в час).
 
Высокотемпературные измерения с помощью тензодатчика сопротивления требуют обязательной внутренней термокомпенсации в нужном диапазоне температур. При температурах до 250—300° С обычно применяются датчики с константановой решеткой и полимерной пленочной основой; при температурах выше 300° С — датчики с решеткой из нихрома или специальных сплавов на жестких керамических цементах и металлической основе.Оценка масштаба тензодатчиков сопротивления однократного использования производится выборочной тарировкой на точно обработанных упругих элементах (тарировочных балках), подвергаемых изгибу. Как правило, целью тарировки является определение коэффициента теизочувствительности и его вариации при деформациях обоих знаков.
 
В зависимости от числа выборки для Фариронки (5—25 штук от партии в 500—1000 шт.) вариация значений тензочувствительности допускается в пределах 1,5—2,5%, что отвечает амплитудному вероятному разбросу в рабочей партии около ±5%. Тарировка тензодатчиков сопротивления от многократного использования не отличается от тарировки механической тензоизмерительных приборов.
 
 
Лит.: Туричин А. М., Новицкий Н. В., Проволочные преобразователи и их техническое применение, М.— Л , 1957, Измерение напряжений и деформаций, пер. с нем., М., 1961; Рузга 3., Электрические тензометры сопротивления, пер. с чеш., М., 1964; Высокотемпературные тензодатчики. Сб. ст., пер. с англ., М., 1963.А. Б. Ренский.
 
 
 

« ТЕМПЕРАТУРНО-ВЛАЖНОСТНЫИ РЕЖИМ зданий ТЕНЗОМЕТРИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ »


Дизайн-проект от Архитектурного бюро Глушкова