Схемы питания тензорезисторов

Погрешности тензорезисторов.

Основная погрешность тензорезисторов во многом определяется точностью градуировки. Опыт показывает, что при тщательной приклейке тензорезисторов и хорошем качестве клея погрешность, обусловленная не идентичностью преобразователей, не превышает 1,5%, если пользуются средним значением коэффициента тензочувствительности. При индивидуальной градуировке преобразователя основную погрешность можно уменьшить до 0,2±0,5% и даже менее (до 0,03% при особо тщательном изготовлении).

Существенное значение имеют остаточные деформации клея при его просушке. Это явление может привести к изменению начального сопротив-ления преобразователя до 1% в начальный период (после наклейки) и к менее значительным изменениям в последующий (0,1 0,2%).

4. Коэффициент тензочувствительности.

В подавляющим большинстве случаев применяют мостовые цепи с питанием постоянным или переменным током (рисунок 2), предпочтение отдается цепям с дифференциальным включением преобразователей, в которых один тензорезистор R₁ испытывает деформацию растяжения, а второй R₂ ¾ деформацию сжатия. В этом случае исключается температурная погрешность и вдвое увеличивается чувствительность. В связи с тем, что при деформации относительное изменение сопротивление преобразователей невелико, мощность на измерительной диагонали моста, как правило, недостаточна для работы выходного указателя, вследствие чего требуется её усиление (на рисунке: У ¾усилитель; ФД ¾фазочувствительный демодулятор; У_к ¾выходной указатель).

Рисунок 2 –Мостовые цепи с питанием постоянным или переменным током

Мостовые цепи с тензорезисторами, за исключением цепей, предназначенных для измерения только переменных во времени деформаций, имеют элементы для уравновешивания моста перед началом измерения. Это необходимо, так как даже очень незначительная разница в сопротивлениях тензорезисторов приводит к тому, что при отсутствии деформации мост окажется неуравновешенным. Элементы для уравновешивания должны выполняться исключительно тщательно, ибо очень малые изменения их сопротивлений могут привести к большим погрешностям.

При питании мостовых цепей переменным током возникает необходимость уравновешивания также и по реактивной составляющей в связи с наличием паразитных емкостей и индуктивностей. В частности, установлено, что емкость между проводом тензорезистора и металлическим объектом, который, как правило, заземлен, достигает в ряде случаев больших значений. На рис.2 емкость С и сопротивление R_c служат для указанной цели. Для измерения статических деформации широко используются самоуравновешивающиеся мосты.

Тензорезисторы применяются для измерения сил, давлений, вращающих моментов, ускорений и других величин, преобразуемых в упругую деформацию, в том случае, когда под воздействием измеряемой величины механические напряжения достигают значений не менее 210⁷ Н/м².

Простота конструкции и малые габариты позволяют использовать тензорезисторы в труднодоступных местах различных машин и механизмов без изменения конструкции последних.

6. Тензометрические мосты для нулевого метода

Мост Уитстона.

Мост Уитстона уравновешивание с помощью измерения сопротивления одной ветви (S и U),

Принципиальная схема тензометрического моста, составленного по методу Уитстона, дана на рисунке 4. Балансировка производится с помощью изменения сопротивления ветви S. Ветвь U имеет постоянное сопротивление, следовательно, . Условие балансировки примет вид:

Практическое исполнение тензометрического моста этого типа будет показано на двух примерах - мост Миллера, мост Гуггенберга

Рисунок 4-Принципиальная схема тензометрического моста по схеме Уитстона

8. Мост Кельвина – Варлея