Для измерения деформаций

Схемы соединения тензорезисторов

Определение деформаций при помощи тензорезисторов сводится к измерению изменения омического сопротивления. Существует ряд схем соединения тензорезисторов в электрическую цепь измерения. Наибольшее распространение получили мостовые схемы подключения тензорезисторов (рис. 1.10).

а б

Рис. 1.10. Мостовые схемы соединения тензорезисторов:

1 – усилитель; 2 – гальванометр; 3 – реохорд

В первой схеме (рис. 1.10, а) мост составлен из четырех сопротивлений: R ₁ – рабочий тензорезистор, наклеенный на деталь для измерения реальных деформаций; R ₂ – компенсационный тензорезистор, наклеенный на лист из того же материала, что и деталь; R ₃ и R ₄ – сопротивления, встроенные в прибор регистрации. От источника тока к узлам соединения А и В подводится электрический ток напряжением 3-6 В. Из точек С и Д соединения через усилитель 1 ток попадает на гальванометр 2.

В случае, когда сопротивления тензорезисторов удовлетворяют условию R ₁/ R ₂= R ₃/ R ₄, то мост сбалансирован, стрелка гальванометра стоит на нуле. При изменении сопротивления рабочего тензорезистора в процессе деформации мост разбалансируется, стрелка гальванометра отклонится от нуля. Протарировав гальванометр в относительных значениях деформации можно проводить измерения. Тензорезистор R ₂ называется компенсационным, так как компенсирует погрешности измерения, вызванные нагреванием рабочей детали.

Мостовая схема (рис. 1.10, а) позволяет регистрировать малые деформации, так как усилитель 1 дает увеличение сигнала в 10⁶ раз. Недостатками представленной мостовой схемы являются: трудность градуировки гальванометра в относительных деформациях, чувствительность к колебаниям напряжения источника питания.

Мостовая схема, представленная на рис. 1.10, б снабжена дополнительно переменным сопротивлением (реохордом) со шкалой, проградуированной в относительных значениях деформаций. Измерения с помощью этой мостовой схеме носит название нулевого метода.

В начальном положении стрелка гальванометра стоит на нуле, мост сбалансирован. При деформации рабочего тензорезистора R ₁ ток в цепи изменяется, стрелка гальванометра отклоняется от нуля. Возвращая стрелку гальванометра на нуль путем вращения ручки реохорда, получаем показания деформаций по шкале реохорда.

Нулевой метод измерения деформаций по схеме (рис. 1.10, б) более удобен и широко распространен при действии статических нагрузок.

Контрольные вопросы и варианты ответов

1. Метод измерения деформаций, основанный на использовании датчиков омического сопротивления называется:

1) тензорезисторным;

2) электрическим;

3) тензометрическим;

4) оптическим.

2. Из какого материала изготавливаются проволочные тензорезисторы?

1) из меди d =0,05 мм;

2) из нихрома d =0,1 мм;

3) из константана d =0,02-0,03 мм;

4) из алюминия d =0,05 мм.

3. В какой зависимости находится относительная деформация тензорезистора и относительное изменение его электрического сопротивления Δ R / R:

1) ; 2) ; 3) ; 4) .

4. Какой размер является базой проволочного тензорезистора?

1) ℓ ₂;

2) ℓ ₃;

3) ℓ ₄;

4) ℓ ₁.

5. Укажите зависимость между напряжением σ и коэффициентом тензочувствительности тензорезистора γ:

1) ; 2) ; 3) ; 4) .

6. Для измерения линейных размеров деталей машин используются:

1) индикаторы; 2) штангенциркули;

3) угломеры; 4) тензорезисторы.

7. Какая механическая величина измеряется с помощью ИД-70?

1) модуль сдвига;

2) предел прочности;

3) предел упругости;

4) относительная деформация.

8. Каково условие равновесия (баланса) тензометрического моста?

1) ;

2) ;

3) ;

4) .

9. Омическое сопротивление тензорезистора имеет значение:

1) 500÷800 Ом; 2) 10÷50 Ом; 3) 100÷200 Ом; 4) 800÷900 Ом.

10. База проволочного тензорезистора имеет размеры:

1) 30÷50 мм; 2) 10÷30 мм; 3) 50÷100 мм; 4) 100÷150 мм.

11. На чем основано применение проволочных тензорезисторов при измерении деформаций?

1) на изменении деформаций;

2) на изменении емкости;

3) на изменении напряжения;

4) на изменении сопротивления.

12. Нулевой метод измерения деформации основан на использовании в цепи тензометрического моста:

1) гальванометра; 2) реохорда;

3) рабочего датчика; 4) компенсационного датчика.

13. Угловые деформации деталей машин измеряются:

1) штангенциркулем; 2) микрометром;

3) торсиометром; 4) индикатором.

14. Коэффициент увеличения прибора ИД-70 составляет:

1) 10⁶; 2) 10⁵; 3) 10⁴; 4) 10³.

15. Каким должно быть соотношение температур рабочего и компенсационного тензорезисторов ( и )?

1) > ; 2) < ; 3) > ; 4) = .

16. Каково назначение мостовой схемы соединения тензорезисторов?

1) компенсировать начальные напряжения, возникающие при наклейке тензодатчиков;

2) преобразовать изменение сопротивления рабочего тензорезистора в электрический сигнал изменения тока при деформации детали;

3) измерить напряжение исследуемой детали;

4) компенсировать деформации по длине тензорезистора.

17. Свойство материалов изменять электрическое сопротивление тензорезистора при деформации детали называется:

1) прочностью; 2) твердостью; 3) тензоэффектом; 4) жесткостью.

18. При нулевом методе измерения отсчет показаний относительной деформации ведется по:

1) шкале реохорда;

2) шкале гальванометра;

3) шкале индикатора;

4) шкале микрометра.

19. Из какого материала изготавливается петлевая решетка фольгового тензорезистора?

1) нихром толщиной 0,005÷0,015 мм;

2) медь толщиной 0,01÷0,02 мм;

3) константан толщиной 0,005÷0,015 мм;

4) алюминий толщиной 0,01÷0,02 мм.

20. Основой петлевой решетки проволочных тензорезисторов является подложка из:

1) эпоксидной смолы;

2) бумаги или пленки;

3) ткани;

4) клея БФ-2.

21. Микрометр измеряет размеры деталей с точностью до:

1) 0,001 мм; 2) 0,01 мм; 3) 0,005 мм; 4) 0,01 мм.

22. Диапазон измерений величины силы по шкалам разрывной машины Р-5:

а) шкала А; б) шкала Б; в) шкала В.

1) 50 кН; 2) 30 кН; 3) 25 кН; 4) 10 кН.

23. Какой показатель свойств материалов определяется на маятниковом копре?

1) предел прочности;

2) предел выносливости;

3) коэффициент ударной вязкости;

4) коэффициент динамичности при ударе.

24. Какой вид привода используется в устройстве испытательной машины на кручение КМ-50?

1) гидравлический;

2) механический;

3) оптический;

4) вибрационный.

25. С помощью торсиометра измеряется:

1) угол закручивания;

2) угол сдвига;

3) перемещение;

4) линейная деформация.

26. Какие испытательные машины используются для измерения деформаций растяжения и сжатия?

1) КМ-30; 2) КМ-50; 3) ИД-70; 4) Р-5.

27. Штангенциркулем измеряются размеры деталей с точностью

1) 0,5 мм; 2) 0,1 мм; 3) 0,05 мм; 4) 0,01 мм.

28. Индикатор часового типа предназначен для измерения:

1) деформаций;

2) напряжений;

3) угловых перемещений;

4) перемещений линейных.

29. Какие виды деформаций измеряются на испытательных машинах:

а) на Р-5; б) на КМ-50; в) на КМ-30.

1) растяжение и сжатие;

2) кручение;

3) растяжение, сжатие и срез;

4) ударный изгиб.

30. Чем отличаются испытательные машины от приборов?

1) наличием шкалы показаний;

2) наличием силоизмерительного устройства;

3) наличием оптического устройства;

4) электроприводом.

Рекомендуемая литература:

1. Афанасьев А.М. Лабораторный практикум по сопротивлению материалов: учеб. пособие / А.М. Афанасьев, В.А. Марьин. – М.: Наука, 1975. – 288 с.

2. Гончарова Л.В. Сопротивление материалов: в 1 ч. // Простое сопротивление: учеб. пособие / Л.В. Гончарова, В.И. Пешков, В.А. Ильиных, В.К. Линейцев. – Чита: ЗабИЖТ, 2005. – 119 с.

3. Макаров Р.А. Тензометрия в машиностроении: справочное пособие / Р.А. Макаров. – М.: Машиностроение, 1975. – 288 с.

Дата добавления: 2014-12-26