Проволочные тензорезисторы

Водоохлаждаемый деформометр для измерения продольных деформаций содержит упругий элемент, на котором наклеены с помощью высокотемпературного клея проволочные тензодатчики, образующие измерительные мосты для определения и записи деформации в координатах «нагрузка — деформация» и «деформация — время». Сигнал, получаемый от деформометра, подается на одну

Деформометр для измерения продольных деформаций имеет упругий элемент, на котором высокотемпературным клеем наклеены проволочные тензодатчики, образующие измерительные мосты для определения и записи деформации в координатах нагрузка—деформация и деформация—время.

изгиба силами Р с помощью не показанной на схеме специальной серьги. Штифты 5 передают величину прогиба трех точек рабочей зоны образца укрепленным в станине 4 упругим элементам 5 и 6, на которые с двух сторон наклеены проволочные тензодатчики 7. Люфт системы компенсируется пружинами 8. Выводы 9 тензодатчиков, соединенных по схеме трех полумостов, связаны с тремя автоматическими электронными мостами. На диаграммной ленте этих приборов записываются перемещения концов рабочей зоны образца и ее середины. Разница показаний составляет истинную величину прогиба участка образца, на котором действует постоянный изгибающий момент. Точность измерения составляет около ±2%.

рая передается им через цилиндрическую тягу 3, соединенную с шаровым шарниром 4 и траверсой 5. Отсчет величины нагрузки производится по шкале часового индикатора 6. Для регистрации изменений нагрузки в процессе испытания на поверхность упругого элемента 2 наклеены проволочные тензодатчики 7 с базой 20 мм, соединенные по схеме полумоста. Их выводы через контактную колодку 8 подключены к тензометрическому усилителю и электронному потенциометру.

Все испытания проводили на универсальной машине со скоростью растяжения 0,01 мин-1 при комнатной температуре (295 К), температурах жидкого азота (76 К) или жидкого гелия (4 К) в криостате обычной конструкции [7]. Проволочные тензодатчики укрепляли параллельно и нормально направлению растяжения (на поперечных образцах однонаправленного материала только параллельно). При растяжении на ~ 1 % при криогенных температурах эти тензодатчики разрушались. Большую деформацию измеряли по перемещению траверсы и по изменению расстояния между рисками, нанесенными на боралюминиевые образцы. Нагрузку и деформацию регистрировали одновременно с помощью двухперьевого самописца.

При двухчастотном характере нагружения применение оптической системы силоизмерения затруднено и возникает необходимость использовать проволочные тензодатчики, наклеиваемые на цилиндрической части динамометра и работающие .в комплекте со стандартной аппаратурой (усилитель и осциллограф). • .

Из омических систем за последние годы достигли наибольшего» совершенства проволочные тензодатчики и аппаратура к ним. Тен-зодатчики, наклеенные на пружины упругого подвеса, позволяют определять ход инерционного элемента при вибрации (или величину, ему пропорциональную), и таким образом осуществляется преобразование механических колебаний в электрические. Виброизмерительные приборы, построенные на этом принципе, работают обычно в режиме акселерометра, но в литературе описаны и виброметры с тензодатчиками, для чего они наклеиваются на такие участки пружин, где деформация незначительна.

Наибольшее практическое применение при исследовании колебаний получили проволочные тензодатчики.

Проволочные тензодатчики. Основным элементом датчика является тензочувствителъная проволока (константан, нихром и др.) диаметром 15—50 мк. располагаемая в форме петель / (фиг. 6, и и табл. 6) внутри слоя клея 2 (на бумаге или без нее). К концам проволоки подпаяны (приварены) тонкие выводы 3. Размеры а а б

Принцип сложения действия сил 157 Проволочные тензодатчики 493, 508 Прогибы балок 69, 96, 97, 105, 124, 272, 275; — Определение 272

4. Наклеиваемые проволочные тензодатчики

• Проволочные тензорезисторы. В настоящее время важнейшие тензочувствительные элементы делаются преимущественно из константановой проволоки (диаметром в большинстве случаев около 0,02 мм), которая вклеена (например, с помощью фенольной смолы) между двумя подложками (например, из специальной бумаги). Благодаря изменению размеров витков проволоки можно изготавливать тензорезисторы с различными номинальными сопротивлениями. (Диапазон этих сопротивлений составляет примерно 100 —1000 Ом.) Кроме того, возможна подгонка тензорезистора к упругому-элементу с учетом его формы.

Проволочные тензорезисторы используют в качестве чувствительного элемента решетку, выполненную из тонкой проволоки диаметром 2— 30 мкм, полученной методом волочения или микрометаллургии.

?!. Проволочные тензорезисторы общего назначения с одноэлементной петлеиой решеткой Продолжение табл. 21

ПКБ-30-400 22. Проволочные тензорезисторы общего назначения с многоэлементной петлевой решеткой на бумажной и пленочной основе

23. Проволочные тензорезисторы

24. Проволочные тензорезисторы с одноэлементной петлевой решеткой на бумажной основе для измерений при низких температурах

25. Проволочные тензорезисторы с одноэлементной петлевой решеткой из константана на бумажной, пленочной и стеклотканевой основе для измерений при повышенных температурах

26. Проволочные тензорезисторы с одноэлементной петлевой решеткой из Константина, нихрома и никель-молибдена на органосиликатной основе для измерений при повышенных и высоких температурах

В процессе измерений проволочные тензорезисторы сопротивления устанавливаются на детали, имеющие различную конфигурацию и разную чистоту обработки поверхности. В последнем случае толщина тензочувствитель-ного элемента может быть соизмерима с величиной шероховатости поверхности в местах их установки и возникает опасность дополнительного деформирования нити решетки тензорезистора под давлением в соответствии с микропрофилем детали. Часто важно знать фактические деформации в местах сопряжения поверхностей, где имеется концентрация напряжений, точное определение которых расчетам путем затруднительно.- Методика экспериментального исследования тензорезисторами, установленными в местах переходов на вогнутых и выпуклых поверхностях, должна исключать возможность увеличения погрешностей измерения, зависящих от кривизны поверхности детали в месте их приклейки. Характер напряженного состояния детали также оказывает воздействие на тензочувствительность тензорезистора. Рассмотрим влияние отмеченных факторов на работу тензорези-сторов в условиях давления.

В наших опытах были исследованы под давлением проволочные тензорезисторы с базой 5 и 10 мм, установленные на образцах разной кривизны. Тензорезисторы приклеивались на стальные образцы, представляющие собой кольцевые секторы с углом 180°, диаметрами 40, 60, 80 и 100 мм по выпуклой поверхности и 60, 80 и 100 мм по вогнутой поверхности. Тензорезисторы монтировались вдоль криволинейной поверхности как на внутренней, так и на внешней стороне образцов. На каждом секторе также устанавливались контрольные тензорезисторы этого же типа, но приклеенные в осевом направлении (плоская поверхность).

В нашей стране серийно изготовляются проволочные и фольговые тензорезисторы на бумажной и пленочной основах. Основные технические характеристики тензорезисторов, изготовляемых в соответствии с ТУ 25-01-100—68, приведены в табл. 6 и 7. Проволочные тензорезисторы имеют коэффициент тензочувствительности S = = 2 ± 0,25, а фольговые тензорезисторы — 5 = 2,1 ± ± 0,25. Они позволяют измерять относительную деформацию до 0,3%. Средняя величина температурного коэффициента сопротивления этих тензорезисторов равна ±15-Ю-6 см/см-0 С-1.