Основи роботи тензорезисторів

Загальні відомості

Електротезометричний метод вимірювання деформацій. Електричні тензометри та їх тарування

Важливою задачею експериментальних досліджень є визначення напруженого стану будівельної конструкції, їх окремих елементів чи вузлів у процесі впливу силових або інших експлуатаційних факторів. Вимірювання напружень можливо тільки непрямим шляхом - через вимірювання деформацій матеріалу. Прилади, призначені для вимірювання місцевих фібрових деформацій, називаються тензометрами. Тензометри повинні мати високу чутливість, швидку і надійну установку, можливість дистанційного керування, широкий діапазоном вимірювання тощо. Найбільш універсальним тензометром, що відповідає перерахованим вимогам, є дротяний тензодатчик опору або тензорезистор (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 - Основні типи дротяних тензорезисторів

Принцип дії тензорезистора ґрунтується на властивості провідників та напівпровідників змінювати свій омічний опір при деформуванні. Це явище називається тензоефектом. Зміна омічного опору дротяного датчика відбувається в результаті зміни геометричних розмірів дроту при деформації. При деформуванні матеріалу конструкції тензорезистор, жорстко закріплений на поверхні, сприймає ці деформації. При цьому відбувається відносна зміна довжини провідника D l/l, омічного опору D R/R і площі поперечного перерізу. Опір провідника R прямо пропорційний його довжині l, питомому опору r та протилежно пропорційний площі перерізу А

(2.1)

Таким чином, при розтягу дроту опір тензорезистора збільшується, а при стиску - зменшується.

Основною характеристикою тензоризистора є коефіцієнт тензочутливостіК, який дорівнює відношення відносної зміни опору провідника до його відносної деформації:

(2.2)

де, Dl/l=e відносна деформація матеріалу конструкції в місці установки тензорезистора.

Таким чином, вимірювання деформації зводиться до визначення величини відносної зміни опору провідника тензорезистора, що здійснюється за допомогою високочутливої апаратури

(2.3)

Коефіцієнт тензочутливості К визначають за допомогою тарування тензорезисторів.

Ідеальний провідник для тензорезистора повинен мати високу тензочутливість, високий питомий опір та низький температурний коефіцієнт опору (ТКО). Для виготовлення тензорезисторів використовується дріт із сплавів з високим питомим омічним опором r, таких як константан, едванс, елінвар т. ін. діаметром до 30 мкм.

Дата добавления: 2015-04-30