книги / Тензодатчики для экспериментальных исследований

ющихся нагревах до 600° С и охлаждениях до темпера­

туры 20°С у тензодатчиков ВТ-ХЮ (550). На рис. 30, а приведены средние в партии температурные приращения сопротивления и их разброс при многократных нагревах до 600° С (нагрев осуществлялся за 2—3 ч) и охлажде­ ниях вместе с печью. Если условия нагрева или охлаж­ дения изменяются, то температурное приращение сопро­ тивления тоже изменится. Однако при повторении этих новых условий температурные приращения сопротивле­ ния будут воспроизводиться. Так, на рис. 30,6 для тех же тензодатчиков ВТ-ХЮ (550) приведены температур­ ные приращения сопротивления при повторных нагревах до 600° С с той же скоростью, но при более медленном охлаждении.

В случае возвращения к первоначальным условиям нагрева и охлаждения уже первое из последующих испы­ таний при этих условиях приводит к воспроизводимым кривым температурного приращения сопротивления, и сопротивление при температуре 20° С после охлажде­ ния возвращается к первоначальному значению. На рис. 31 для примера приведены величины изменения на­ чального сопротивления, измеренные при комнатной тем­ пературе, (Ak /R )Hпосле испытаний с различными скоро­ стями охлаждения. В случае охлаждения со скоростью

и (Д/?/#)боо, полученные после 3 -часовых выдержек тен­ зодатчиков ВТ-ХЮ (550) при различных температурах, отложенных по оси абсцисс. На рис. 33 приведены также величины Ô(AR/R)t во время этих изотермических выдер­ жек.

Как видно, 3 -часовые выдержки при температурах 370, 400, 450, 470 и 550° С с последующим охлаждением

W nC/*- o/r 500 di *00 Х Н

Рис. 31. Изменения начального сопротивления тензодатчиков ВТ-ХЮ (550), измеренные при комнатной температуре, в зависи­ мости от скорости охлаждения в каждом испытании. Кривая

Он— разброс величин

тензодатчиков ВТ-ХЮ (550) приводят к изменению вели­ чин (ДRIR)4 и (Д7?//?)боо, причем если после охлаждения наблюдается увеличение (AR/R)H, то при последующем нагреве величина (AR/R)eoo уменьшается и наоборот. Выдержка тензодатчиков ВТ-ХЮ при температурах 550, 580 и 600° С не изменяет сопротивления (ДRfR)Hтензо­ датчиков ВТ-ХЮ (550), а также его величину (AR/R)s0o■

Изменение сопротивления б(ДR/R)t во время 3-часо­ вых выдержек при температуре 450 и 470° С протекает наиболее интенсивно. Величина 0 (ДR/R)t за 3 ч выдерж­ ки при 450° С (рис. 33) составляет до —160 - 10—5 ед.

AR/R.

Действие же на тензодатчики ВТ-ХЮ (550) темпе­ ратур 550—600° С не приводит к существенному измене­

времени, в течение которых пластина с исследуемыми тензодатчиками многократно подвергалась нагревам до 600° С, перемонтажу и длительному хранению. Как вид­ но из данных рис. 35, температурные приращения сопро­

Рис. 33. Зависимость от температуры выдержки:

ординаты температурного приращения сопро­ тивления тензодатчиков ВТ-ХЮ (550) при на­ гревах от комнатной температуры до 600° С—

рис. 34, существенно не увеличивается в процессе испы­ тания при длительных изотермических выдержках и при многократных повторяющихся нагревах (рис. 29, 30, 35). Последнее позволяет там, где это возможно, в сложных условиях испытания (не повторяющиеся условия нагре­ ва или охлаждения, выдержки при температурах 400— 500° С с последующим охлаждением и т. д.), рекомендо­ вать производить измерения с применением для тензо­ датчиков ВТ-ХЮ схемной компенсации.

Номинальное сопротивление, сопротивление изоляции и влагостойкость. Тензодатчики ВТ-ХЮ изготовляют с базой от 5 до 20 мм. Номинальное сопротивление тен­

резко снижается при повышении температуры, но при температуре 600° С остается еще достаточно большим

(примерно 10 Мом д л я тензодатчиков с базой 10 мм

ичислом нитей 8 и сопротивлением У?а= 180 ом).

Втензодатчиках ВТ-ХЮ так же, как в тензодатчиках ВТ-К, в качестве связующего используют цемент 10 , свойства которого и определяют влагостойкость тензо­ датчиков. Поэтому все сказанное относительно влаго­ стойкости и влагозащитных покрытий для тензодатчиков ВТ-К следует отнести и к тензодатчикам ВТ-ХЮ.

ТЕНЗОДАТЧИКИ ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Приклеиваемые проволочные тензодатчики широко применяются в измерительных устройствах [11, 53].

Принцип работы тензометрического устройства осно­ ван на том, что измеряемая механическая величина (си­ ла, давление, момент и др.) воздействует на упругий эле­ мент устройства (стержень, балка, мембрана и т. д.), снабженный системой наклеенных на него тензодатчиков, и преобразуется в электрический сигнал.

Изменение электрического сопротивления тензодатчи ков ДR/R от деформации е и изменение деформации е поверхности упругих конструкций (элементов) под дей­ ствием измеряемой силы Q можно выразить в виде по­ еледователыIых зависимостей:

(47)

откуда

Для получения максимально возможного выходного сигнала от тензодатчиков при деформации упругих эле­ ментов принято наклеивать на эти элементы группы идентичных тензодатчиков, которые затем соединяют в измерительные мосты по 4, 8 и более тензодатчиков. Такая схема соединения, кроме получения максимально­ го сигнала от деформации, позволяет компенсировать влияние температуры окружающей среды на сопротивле­ ние тензодатчиков.

Для регистрации величины изменения сопротивления тензодатчиков применяют такие приборы, как, например, ЭИД, регистратор АР-1 [23].

Величина измеряемой силы Q определяется разно­ стью отсчетов Дер, -снятых по шкале прибора при дейст­ вии и отсутствии силы Q. Разность отсчетов по шкале пропорциональна изменению сопротивления Аг при пере­ мещении контакта на участке реохорда от фо до ф (см. рис. 2 ).

состоящего из упругого элемента, тензодатчи­ ков и прибора.

Для реальных измерительных устройств выражение измеряемой силы получается более сложным, так как в него входят поправочные коэффициенты, учитывающие систематические погрешности, возникающие как за счет влияния неизмеряемых сил на измеряемую и неточности изготовления упругих элементов, так и за счет неточно­ сти наклейки тензодатчиков на упругие элементы и раз­ бросов измерительных характеристик тензодатчиков.

К тензодатчикам, используемым в динамометрических измерительных устройствах, предъявляются требования повышенной точности и надежности. Характеристики тен­ зодатчиков должны быть постоянны в пределах класса точности создаваемого прибора (±0,5—1,0%) в течение всего времени работы измерительного устройства, кото­ рое исчисляется часто несколькими годами.

Чувствительность тензодатчиков должна быть по­ стоянна во времени, и разброс ее в партии не должен быть большим, чтобы поправочные коэффициенты за счет разброса чувствительности не были сравнимы с ве­ личиной измеряемой силы.

В процессе измерения тем или иным измерительным

в партии тензодатчиков был небольшим.