книги / Тензодатчики для экспериментальных исследований
..pdf— Л #, |
(93) |
Aio\ — Aio2 • |
(94) |
Учитывая это, находим, что функция 0* |
равна нулю, |
и формула (55) принимает вид выражения (85). |
|
Так как температурные характеристики |
отдельных |
тензодатчиков отличаются от средней характеристики, то погрешность в измерении будет определяться разбросом вА. Предельные величины этих погрешностей оценивают как
1 = ± 3 аЛ1, |
(95) |
Л0Л2 = ± 3аД2- |
(96) |
|
Считая эти погрешности |
независимыми, |
получаем |
формулу для оценки погрешности |
|
|
д0 = ± з К |
2 |
(97) |
Метод внесения поправки на температурное прираще ние сопротивления тензодатчиков. Описание метода вне сения поправки приведено в гл. V. При использовании этого метода температура сопротивления в компенсаци онном плече является постоянной с ничтожными ее коле баниями.
Отсюда
t2 = t02, |
(98) |
А ц = А ш . |
(99) |
Функция 0/ в этом случае выражается так: |
|
О* = Afi — Af0X, |
(100) |
а формула (55) принимает вид |
|
ei = - у К? — <Ро) — (Atl — A t0l)] • |
(101) |
Для того чтобы внести поправку 0*, необходимо изме рить температуру в месте расположения тензодатчика.
Если погрешности в измерении температуры |
/0 и tx оце |
||
ниваются предельными |
величинами ±Д/Ь |
и |
±Д /ь то |
в результат измерения |
войдут погрешности, |
предель |
|
ные величины которых оцениваются в виде
^ввю = i */01 A *oi |
(102) |
и |
(ЮЗ) |
^ОВ/1 — ± */1 ^ *1 • |
141
Складывая их по закону |
накопления |
погрешностей |
|
и считая, что |
|
|
|
д *0 = д * 1 = |
и |
1П |
(104) |
можно записать |
|
|
|
\ в = ± д in V |
В2т |
+ В)х |
(105) |
Так как поправка вносится по средней кривой темпе ратурного приращения сопротивления, будут иметь место погрешности, определяемые разбросом aAt о и оаь Пре дельные величины этих погрешностейбудут
Д0АО1 = ± 3 аА т , |
(106) |
Д0 Л 1 = ± З а л<1 |
(107) |
Погрешности, определяемые разбросом производных ов, по сравнению с величинами ал малы и поэтому здесь не учитываются. Считая погрешности, определяемые фор мулами (105) — (107), независимыми, погрешность До можно определить в виде
Д6 = ± V Д ( В2т + В \ ) + ( ЗаЛ01 у + ( Зал, у |
(108) |
Однако погрешности, определяемые формулами (106) и (107), в некоторой степени зависят друг от друга и фор мула (108) дает несколько преувеличенное значение по грешности.
5.СУММАРНАЯ ПРЕДЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ
Для определения суммарной погрешности в измере нии деформации Д*» подставляем в формулу (62) полу ченные выше значения Ds, Dn и Do«
Удобно представить суммарную погрешность в виде относительной величины
Тогда формула (62) примет вид
Д.1 = '± ; т - V D\ + D2n + Dl |
(110) |
Е1 |
|
Как уже говорилось ранее, в зависимости от условий и методов измерения частные погрешности определяются
142
Условия
применения
тензодатчиков
Для исследова ния деформиро ванного состоя ния конструкций
Температурные |
Метод измерения |
Ds |
|||||
|
условия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схемная |
компен |
±3с5 |
|
|
|
|
|
сация |
|
|
Постоянная |
тем |
|
|
|
|||
пература (в |
преде |
|
|
|
|||
лах d:At) |
|
|
Без схемной ком |
То же |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
пенсации |
(единич |
|
|
|
|
|
|
ные тензодатчики) |
|
|
|
|
|
|
|
Схемная |
компен VA(3as)2 + |
|
Длительное |
дей сация |
|
+ (6S,)2 |
||||
ствие |
постоянных |
|
|
||||
(в |
пределах |
|
dzAt) |
|
|
|
|
температур. |
попра |
|
|
|
|||
Внесение |
|
|
|
||||
вки |
на |
ползучесть |
|
|
|
||
и |
температурную |
Без схемной ком |
То же |
||||
нестабильность со |
пенсации |
|
|
||||
противления |
|
|
|
|
|
||
°п
El
^ Гшахе1
То же
±3ал*1
То же
А
ei
У2-Зсв -М
±S (1 — т) EJ
±V ( V Î B ,A t) 2 + (3cB .At)2
S (1 — т)
±1/(К2.3авД^2 + (305)2
5(1 — т) е1
±V{VÎB,Atf + (Зов ДИ)2
S ( l — ni) EJ
+ (Зо5)2
Условия |
Температурные |
Метод измерения |
применения |
условия |
|
тензодатчиков |
|
|
Схемная компен сация
Для исследова |
Переменные тем |
ния деформиро |
пературы |
ванного состоя |
|
ния конструкций |
|
Постоянная тем пература (в преде лах ± A t)
Для измери тельных устройств
Внесение поправ ки на температур ное приращение сопротивления.
Температура из меряется с погреш ностью dzAtn
Схемная компен сация
Ds DП
*1 ej.
±3а$ |
П maxel |
То же |
То же |
Ï S tAt
Переменная тем |
То же |
b S t V i - h ) |
пература от U до t2 |
|
|
«1
± 3 / 2 а д 5 (1 — т) ех
± У à tl (в т + в п ) +
5 (1 — m) б1
+ (3<мо1)2+ (3<Mi)2
± 2-ЗадД^ 5 (1 — т)
± / 2 - З а в ( h - t 2)
5 (1 — т) Б!
по-разному значениями среднеквадратичных отклонений
характеристик отдельных тензодатчиков от среднего
в партии значения чувствительности os, ползучести ajjy ординат ол и производных ов кривой температурного приращения сопротивления, неисключенными остатками систематических погрешностей за счет изменения чувст
вительности с температурой àSt и во время изотермиче
ских выдержек 65Х, за счет ползучести /7тах, производ ной температурного приращения сопротивления Bt, а также изменением окружающей температуры At. Для на глядности в табл. 27 приведены формулы для оценки от носительных частных погрешностей DSi D n , DQпри раз личных условиях и методах измерения.
Из формулы (ПО) и данных табл. 27 видно, что от носительные частные погрешности по чувствительности и ползучести, входящие в формулу суммарной относи
тельной погрешности Д6, не зависят от величины дефор мации еь относительная же частная погрешность от тем пературного приращения будет тем больше, чем меньше измеряемая деформация.
|
1. |
А г а р о н и к |
В. |
Я-, |
Г а с с е л ь |
3. |
И., |
С е м е н о в а |
Н. В. |
||||||
Сплав |
для высокотемпературных тензодатчиков |
и |
резисторов. |
М., |
|||||||||||
ГОСИНТИ, № 1-67-1577/59, ;1967, 9 стр. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2. А н к у д и н о в Д. Т., М а м а е в |
К. Н. Малобазные тензодат |
||||||||||||||
чики |
сопротивления. М., «Машиностроение», |
1968, |
182 стр. |
|
|
||||||||||
3. |
Б а з ж и н |
Ю. |
М., |
К у р и л о в а |
Л. |
Г., |
М о т о р ы |
ти |
|||||||
н а |
Т. |
А., |
Ш а б а « о в а |
А. Г. Технология изготовления кремние |
|||||||||||
вых тензодатчиков типов ТКЭ и ТКД. В сб. «Полупроводниковые |
|||||||||||||||
тензодатчики». М., стр. 9—42. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
4. |
Б а з ж и н |
Ю. |
М. Б е л и к о в |
Л . В. Я Щ е н к о В. Н. Темпе |
||||||||||
ратурная компенсация мостов с полупроводниковыми тензодатчика |
|||||||||||||||
ми. В |
сб. «Полупроводниковые тензодатчики». |
М., ОНТИПрибор, |
|||||||||||||
1967, стр. 71—78. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
б. |
Б е л о в |
К. |
П. |
Упругие, |
тепловые |
и |
электрические |
явления |
|||||||
в ферромагнетиках. М., ГИТТЛ, 1957, 279 |
стр. |
|
|
|
|
||||||||||
6. |
Б и н |
В. Тензодатчики из сверхтонкой |
фольги. В сб. «Высо |
||||||||||||
котемпературные тензодатчики». Пер. о англ. М., «Машиностроение», |
|||||||||||||||
1963, стр. 125— 134. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
7. Б о з о р т |
Р. |
Ферромагнетизм. М., Изд-во иностр. лит., |
1956, |
||||||||||||
784 стр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
8. |
В а с и л ь е в |
А. А., |
Д а й ч и к М. Л. Термостойкие самотер- |
|||||||||||
мокомпенсированные термодатчики. «Машиностроение», 1965, № 5, |
|||||||||||||||
стр. 117— 120. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
9. |
В о р о б ь е в а |
Л. М. Преобразователи |
из тонкой металличе |
|||||||||||
ской фольги. В сб. «Проволочная тензометрия». Л., ЛДНТП, 1958, |
|||||||||||||||
стр. 42—52. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
10. |
В о р о б ь е в а |
Л. |
М. В о л ч е к |
А. В. Технология изготов |
||||||||||
ления и характеристики тензорезисторов типа КМ из монокристал- |
|||||||||||||||
лического кремния. В сб. «Электротензометрия», ч. I. Л., ЛДНТП, |
|||||||||||||||
1969, стр. 58—63. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
11. |
Г о р л и н |
С. М., С л е з и н г е р |
И. И. Аэромеханические из |
|||||||||||
мерения. Методы и приборы. М., «Наука», |
|
1964, |
720 стр. |
|
|
||||||||||
|
12. Г о р о д е ц к и й А. Ф., М о р о з о в а Г. Г., |
Ш а д р и н В. С. |
|||||||||||||
Технология |
изготовления |
полупроводниковых |
тензодатчиков |
|
типа |
||||||||||
«НЭТИСТОР». В сб. «Полупроводниковые тензодатчики». М., ОНТИ |
|||||||||||||||
Прибор, 1967, стр. 3—9. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
,13. |
Г у к |
Г. Н. О |
применении |
тонких |
слоев висмута в |
тензо |
|||||||||
датчиках. В сб. «Физика твердого тела», т. II, изд. АН СССР, 1959, стр. 99— 103.
14. Г у к Г. Н., П а-в л е-н к о Ю. С., Г а в:р и к о в а В. П. При клеиваемый тензометр сопротивления с воспринимающим элементом из тонкого слоя висмута'. М., ГОСИНТИ, БНТПО № П-62-42/6, 1962, стр. 9—45.
15.Г у м о н ю к М. Н. Магнитоупругие датчики в автоматике. Киев, «Техника», 1965, 455 стр.
16.Д и н М. Полупроводниковые тензодатчики. М., «Энергия», 1965, 2!16 стр.
17.Е л ь н и н Д. И. Влияние вакуума на характеристики прово лочных тензодатчиков. В сб. «Методы и приборы тензометрии». Выл. 1. М., ГОСИНТИ, 1964, стр. 33—40.
16. |
З а г а н я ч Ю. |
И., |
М а р ь я м о в а |
И. И., С а н д у л о- |
в а А. |
В. Тензодатчики |
на |
основе нитевидных |
кристаллов кремния, |
выращенных из газовой фазы. В сб. «Полупроводниковые тензодат чики». М., ОНТИЛрибор, 1967, стр. 16—26.
19. З о т о в а Н. В. и др. Применение клея циакрин в тензомет рии. «Приборы ;и системы управления», 1967, № И, стр. '26, 27.
20. И г н а т о в |
А. В. Влияние вязко-упругих свойств |
связующих |
|||
на характеристики |
тензорезисторов. |
В |
сб. «Электротензометрия», |
||
ч. I. Под ред. Е. М. Аристова. Л., ЛДНТП, 1969, стр. 67—72. |
|||||
21. И л и с ав с к и й |
Ю. В. Полупроводниковые тензометры. Л., |
||||
ЛДНТП, 1963,41 стр. |
|
|
|
|
|
22. И л ь и н с к а я |
Л. С., П о д м а р ь к о в А. Н. |
Полупро |
|||
водниковые тензодатчики. М.—Л., «Энергия», 1966, 114 |
стр. |
||||
23. К е д р о в |
В. В. Аппаратура |
для |
экспериментальных иссле |
||
дований прочностных и аэродинамических характеристик летатель ных аппаратов. Вып. 1028. Труды ЦАГИ, ВНИ, 1966, 120 стр.
24. |
К л о к о в а |
Н. П. Проволочные преобразователи для изме |
|
рения |
статических |
деформаций при |
повышенных температурах. |
В сб. |
«Проволочная |
тензометрия». Л., ЛДНТП, 1958, сгр. 26—41. |
|
25. |
К л о к о в а |
Н. П. Погрешности |
при измерении деформаций |
с помощью тензодатчиков ВТ-К. В сб. «Методы и приборы тензо метрии». Вып. 1. М., ГОСИНТИ, 1964, стр. 68—74.
26. К л о к о в а |
Н. П. Тензодатчики для измерений при повышен |
ных температурах. М., «Машиностроение», 1965, стр. 120. |
|
27. К л о к о в а |
Н. П., Г о р к и н а 3. Г., Р ы ш к о в а Л. К. Теи- |
зорезисторы с пониженной тепловой обработкой для длительных из мерений деформаций до 250° С. В сб. «Электро-тензометрия». Под ред. проф. Е. М. Аристова. Л., ЛДНТП, 1969, стр. 32—38.
28. Л ук а ш ик |
В. Ф. Проволочные преобразователи для |
дина |
мометров. В сб. «Проволочная тензометрия». Л., ЛДНТП, |
1958, |
|
стр. 12—20. |
|
|
29. Л у к а ш и к |
В. Ф. Влагозащитные покрытия для динамомет |
|
рических тензодатчиков типа 1-П. В сб. «Методы и приборы тензо
метрии». Вып. 1. |
М., ГОСИНТИ, 1964, стр. 44—50. |
|
||
30. Л у к а ш и к В. Ф. Исследование динамометрических тензо |
||||
резисторов |
типа |
|
1-П в вакууме. В сб. «Электротензометрия». Пол |
|
редакцией |
проф. |
Е. М. Аристова. Л., ЛДНТП, 1969, |
стр. 38— 43. |
|
31. М а л к о в |
С. И. Кремненитроглифталевые |
клеи и лаки. |
||
В сб. «Проволочная тензометрия». Под ред. Туричииа. Л., ЛДНТП. 1958, стр. 21—25.
32. М а ц к е в и ч Д. Д. Влияние проволочных тензометров со противления на упругие овойства исследуемой детали. «Измеритель ная техника», 1957, № 5, стр. 24—26.
33. |
Н о в и к о в |
Л. |
В., |
С м и р н о в а |
|
P. |
С. Полупроводниковые |
||||||||
пленочные тензодатчики из |
германия. В |
сб. |
«Полупроводниковые |
||||||||||||
тензодатчики». М., ОНТИПрибор, 1967, стр. 26—32. |
|
|
|
|
|||||||||||
34. |
П е р р и |
К-, Л и с с н е р |
Г |
Основы |
тензометрирования. М., |
||||||||||
Изд-во иностр. лит., |
1957, 324 стр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
35. |
П о л я к о в |
А. Л., |
Х а р и т о н о в |
Н. П. Высокотемператур |
|||||||||||
ные тарируемые тензодатчики. Труды ЦНИИТМАШ. Вып. 32, 1952, |
|||||||||||||||
стр. 5—в. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
316. |
П о п о в |
В. В. Общий курс |
полиграфии. М., |
«Книга», |
1964, |
||||||||||
559 стр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37. |
П у ч к и н |
|
Б. И. Приклеиваемые |
тензодатчики |
сопротивле |
||||||||||
ния. М., «Энергия», |
1966, 88 стр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
38. |
П ы х т и н |
Ю. А. Исключение температурной ошибки при |
|||||||||||||
работе с термокомпенсированными тензодатчиками. «Измерительная |
|||||||||||||||
техника», 1958, № 2, стр. 23, 24. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
39. |
Р у д а ш е в с к и й |
Г. Е. Температурная |
компенсация |
при |
|||||||||||
тензометрировании. «Измерительная техника», 1956, № 1, стр. 49, 50. |
|||||||||||||||
40. |
Р у д а ш е в с к и й |
Г. И. Методика расчета и изготовления |
|||||||||||||
термокомпенсированных |
тензодатчиков. |
|
«Измерительная |
техника», |
|||||||||||
1957, № 3, стр. 39—41. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
44. |
Р у з г а |
3. |
Электрические |
тензометры |
сопротивления. М„ |
||||||||||
«Мир», .'1964, 356 стр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
42. |
С и д н е в |
В. И. Технология |
наклейки |
тензодатчиков |
при |
||||||||||
испытаниях металлов на упругую выносливость. «Заводская лабо |
|||||||||||||||
ратория», 1967, № 11, стр. 1456. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
43. |
С и м о н о в с к и й |
А. А. Новый |
|
тензометрический |
констан- |
||||||||||
тан. В сб. «Методы и приборы тензометрии». Вып. 1. М., ГОСИНТИ, |
|||||||||||||||
1964, стр. 17—21. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44. |
С к а н а в и |
Г. |
И. |
Физика |
диэлектриков. М., |
Гостехиздат, |
|||||||||
1949, 500 стр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45. С м ы с л о в |
И. И., |
А н о х |
ин Б. Г. Полупроводниковые тен |
||||||||||||
зодатчики из германиевой дендритной ленты. М. ГОСИНТИ, ПНТПО |
|||||||||||||||
№ 18-66-641/40, 1966, 5 стр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
46. |
Т а б и е в а |
Г. |
А., |
С о к о л о в |
В. В. и |
др. Тензорезисторы |
|||||||||
для изделий из пластмасс. В сб. «Электротензометрия», ч. 1. Под ред. |
|||||||||||||||
пр-оф. Е. М. Аристова. Л., ЛДНТП, 1969, стр. 16—21. |
|
|
|
|
|||||||||||
47. Ти с е - н к о |
Н. Г Самокомпенсированные проволочные тензо |
||||||||||||||
датчики общего назначения. Л., ЛДНТП, 1961, 44 стр. |
|
|
|
|
|||||||||||
48. |
Т и с е н к о |
Н. |
Г., |
Б о р к у н е к и й |
Г. X. Микропроволока |
||||||||||
для термокомпенсированных тензодатчиков. М., «Машиностроение», 1968, 92 стр.
49.Х а й н с Ф . В е й м о у т Л. Некоторые вопросы компенса ции температурного приращения сопротивления тензодатчиков. В сб. «Высокотемпературные тензодатчики». Пер. с агл. М. «Машинострое ние», 1963, стр. 169— 183.
50.X ал ь д А. Математическая статистика с техническим прило жением. М., Изд-во и-ностр. лит., 1956, 664 стр.
51. Ш в е д о в В. П. Тензометрическая аппаратура, применяе мая при испытаниях деталей машин в натурных условиях. В сб. «Ме
тоды |
и приборы |
|
тензометрии». Вып. 2. М., |
ГОСИНТИ, |
1964, |
стр. 32—42. |
|
|
|
|
|
52. A n d e r s o n |
В. R. HightemperatuTe |
Strain Gages. |
JSA. |
||
May |
1964, pp. 7 2 -7 |
4 . |
|
|
|
53. |
B a s s i е г e H. Un manomètre differential |
miniature. Techni |
|
que et science aeronautique. 1956, N 3, pp. 147, 148. |
|
||
54. |
D о г s e y |
S. Semiconductor strain gage |
Handbook. Section |
«Teory». Strain Gage Readings. V. VI, 1963—64, N 5, pp. 28—30. |
|||
55. |
Foil strain |
gauge. Aircraft Production. V. XIV. Oktober 1952, |
|
N168, pp. 345.
56.Neubert HKP. Strain Gauges. Kinds and Uses. London, 1967,
pp. 164.
57.N i e l s o n H. A. SR-4-REY-SCBM Jet Propulsion. Journal of the American Rocket Society. IX. V. 25, 1955, N 9, pp. 5—7.
58. |
R о h г b a c h |
C., C z a i к a |
N. Uber das, |
Dauerschwinghalten |
||||
von |
Dehnungsmefietraifen. |
«Materialprüfi|ng», |
1961, N 4, pp. |
126— |
||||
136. |
|
|
|
|
|
|
|
|
59. S m i t h C. S. Piezoresistend |
effect in germanium and silicon. |
|||||||
Phys. Rev. V. |
94. 42, |
1954, N 1, pp. 42—49. |
|
|
|
|||
60. |
Strain |
Gages, |
bonded resistance. National |
Aerospace |
Stan- |
|||
dart. Strain Gage Readings. V. VI, |
1963, N 3, pp. 3—48 |
|
||||||
61. |
W n u k |
S. P. |
Strain |
Gages |
for cryogenics, |
JSA. May |
1964, |
|
pp. 67—71. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Введение |
3 |
|
ГЛАВА I. Основные характеристики тензодатчиков и методика |
|
|
их определения |
4 |
|
1. |
Основные элементы и конструктивные параметры |
4 |
2. |
Формула измерения деформаций |
6 |
3. |
Чувствительность к деформации |
8 |
4. |
Ползучесть и гистерезис |
10 |
5. |
Температурное приращение сопротивления |
13 |
6. |
Номинальное сопротивление |
17 |
7. |
Сопротивление изоляции |
18 |
8. |
Влагостойкость |
19 |
9. |
Влияние вакуума |
20 |
10.Измерительные характеристики тензодатчиков и мето дика их определения в условиях длительных испы
таний |
|
|
|
21 |
ГЛАВА II. Тензодатчики для исследования деформированного |
||||
состояния конструкций |
|
|
31 |
|
1. Тензодатчики с чувствительным элементом из констан- |
||||
тановой |
проволоки |
|
|
32 |
Константановая проволока |
|
32 |
||
Отжиг константановой проволоки |
33 |
|||
Тензодатчики для |
измерения |
деформаций |
при кли |
|
матических температурах |
|
35 |
||
Тензодатчики К . |
|
35 |
||
Тензодатчики ДК |
|
56 |
||
Тензодатчики для |
измерения |
статических |
деформа |
|
ций |
при повышенных температурах |
37 |
||
Тензодатчики |
1-ВО |
|
37 |
|
Тензодатчики |
ВТ-К |
|
43 |
|
Тензодатчики |
ЦНК-2 |
|
51 |
|
Тензодатчики ЭТК-2 . |
. |
59 |
2. Тензодатчики с чувствительной решеткой из железо- |
||
хромалюмнниевой проволоки |
|
46 |
Железохромалюминисвая |
проволока |
сплава |
0Х21Ю5ФМ |
. . . |
64 |
Высокотемпературные тензодатчики ВТ-ХЮ |
65 |
|