книги / Малобазные тензодатчики сопротивления

V—остальное

В случае, если состояние материала особо не оговорено (твердый, мягкий) то

Для статических измерений 753° К (480° С).

**В направлении <110>.

***В направлении <112).

в кГ/смг необходимо все величины умножить на 10.

дены средние значения в интервале температур от 293° К (20° С) до 373° К (100° С). коэффициенты тензочувствительности условно приведены для твердого материала.

В области пластических деформаций (рЛ ^ 0,5) коэффициент тензочувствительности определяется изменением только геоме­ трических размеров н 5г. Поэтому практически для всех металлов при пластической деформации коэффициент тензочув­ ствительности оказывается близким к SM^ 2 .

Физический коэффициент тензочувствительности полупровод­ никовых материалов (коэффициент эластосопротивления) [18, 44] при коллониарности электрического поля, плотности тока и меха­ нического напряжения определяется продольным коэффициентом пьезосопротивления

= Елщ.

Продольный коэффициент пьезосопротивления для полупровод­ ников с кубической кристаллической решеткой может быть выра­ жен через константы пьезосопротивления яш я1а и я44 (табл. 12) и направляющие косинусы I, т и п между кристаллографическими (координатными) осями и продольной осью элемента

П р и м е ч а н и е . Для получения констант и продольных коэффициентов пьезосопротивления в см*/кГ необходимо все значения умножить на 0,1.

Константы пьезосопротивления учитывают влияние прило­ женного усилия на падение напряжения [19, 21, 44]. Так, кон­ стантой яи учитывается влияние усилия, приложенного в направ­ лении протекания тока, на падение напряжения в этом же направ­ лении; константой я12 — влияние усилия нормального к направ­ лению тока на падение напряжения в том же направлении, в кото­ ром протекает ток, и, наконец, константой я44 — влияние усилия, приложенного в направлении протекания тока, на падение напря­ жения в направлении, перпендикулярном току.

Из формулы (2) следует, что пьезосопротивление щ зависит от ориентации продольной оси элемента в /(-пространстве. Следо­ вательно, в полупроводниках, в отличие от металлов, наблюдается анизотропия тензоэффекта.

Выражение (2) в зависимости от ориентации продольной оси элемента в /(-пространстве принимает следующий вид:

пьезосопротивление я/? а значит и физический коэффициент

Коэффициент тензочувствительности полупроводников в отли­ чие от металлов существенно зависит также от температуры и величины удельного сопротивления (уровня легирования).

В ряде случаев наблюдается нелинейность изменения сопро­ тивления от деформации. Иными словами, коэффициент тензочув­ ствительности наиболее полно описывается функциональной за­ висимостью вида

$м — $м(е> р)*

К т е п л о в ы м с в о й с т в а м материалов относятся температурные коэффициенты расширения и удельного сопротив­ ления, термо-э. д. с. и максимальная температура применения.

Количественная оценка этих свойств в конечном итоге необ­ ходима для определения температурной чувствительности тензо­ датчика, температурной погрешности измерения и разработки методов компенсации температурного приращения сопротивления.

Ацетоно-целлулоидный клей представляет собой раствор цел­ лулоида в смеси растворителей.

Клей имеет следующий состав [48] *:

Целлулоид, применяющийся при изготовлении клея, должен быть выдержан в течение не менее полугода при температуре 288—298° К (15—25° С).

Бутварно-фенольно-формальдегидный клей БФ-2 представляет собой спиртовый раствор фенолоформальдегидной смолы, совме­

Клей изготовляют смешением 10%-ного спиртового раствора поливинилбутираля с 50%-ным раствором резольной феноло­ формальдегидной смолы и последующим нагреванием смеси при 323—333° К (50—60° С) до однородного и прозрачного в прохо­ дящем свете раствора.

Жизнеспособность клея гарантируется в течение пяти месяцев. Бинифлексовые лаки ВЛ-4, ВЛ-5, ВЛ-6, ВЛ-931 [60] и ВЛ-9 представляют собой совмещенный раствор поливинилформальэтилалевой и фенольно-анилино-формальдегидной смолы в смеси

растворителей (табл. 14).

Смолы, применяющиеся при изготовлении лака, растворяются в указанных количествах до получения равномерной консистенции.

Кремненитроглифталевый клей 192Т [33] представляет собой совмещенный раствор коллоксилина, глифталевой смолы и кани­ фоли в смеси растворителей.76*

* Известно применение ацетоно-целлулоидных клеев и иных составов [57].

67

Раствор глифталевой смолы приготовляют из 50%-ной глифталевой основы, которую разводят при подогреве до 313—323° К (40—50° С) в водяной бане предварительно смешанными раство­ рителями:

Совмещенный раствор сосновой канифоли и касторового масла

приготовляют следующего состава:

Раствор сосновой канифоли приготовляют из мелкодробленой канифоли, растворяемой в водяной бане при 333—343° К (60— 70° С) в комплексном растворителе из расчета 5 : 8 по весу. Плот­ ность раствора канифоли должна составлять 9,2 • 102 кг/м3.

Фуриловый лак Ф-7Т * представляет собой совмещенный рас­ твор фурилово-феноло-формальдегидо-ацетатной смолы в смеси растворителей. Лак имеет следующий состав:

Растворитель приготовляют из равных объемов этилового спирта и этилацетата.

Вязкость лака, применяющегося при изготовлении и наклейке тензодатчиков, должна составлять 18—20 сек при измерении по вискозиметру ВЗ-4.

Жизнеспособность лака гарантируется в течение шести ме­ сяцев.

Эпоксидный клей Д-86 [60] представляет собой раствор эпоксид­ ной смолы в смеси растворителей.

Состав клея:

В качестве пластификатора вместо дибутилфталата может быть использована полиэфиракрилатная смола МГФ-9 [60] в том же количестве. Допускается уменьшение ацетона до 5—6 вес. ч.96*

Лак Ф-7Т разработан в НИИПластмасс Бродским Г. С. и Фискиной Р. Я.

69

При изготовлении клея в подогретую до 343—353° К (70—80° С) эпоксидную смолу вводят соответствующее количество вначале дибутилфталата, а затем триэтаноламина и смесь тщательно пере­ мешивают. Полученную смесь охлаждают до 293 ± 5° К (20 ±

± 5° С), после чего в нее при перемешивании вводят ацетон до получения раствора однородной консистенции.

Гидролизованный эфир ортокремневой кислоты приготовляют в две стадии. На первой стадии приготовляют стабильный при хранении частично гидролизованный этилсиликат и на второй стадии — полностью гидролизованный этилсиликат.

Частично гидролизованный этилсиликат приготовляют в водно­ спиртовой среде в присутствии соляной кислоты.

Для получения полностью гидролизованного этилсиликата в частично гидролпзованный продукт добавляют 3—3,5% воды по объему. Для этого в частично гидролизованный продукт (1 об. ч.) вводится сивушное масло (0,5 об. ч.), содержащее 6—7% воды.

Отечественными организациями в последнее время разработан ряд перспективных связующих [27], из которых особый интерес представляют связующие холодного отверждения (циакрин, БОВ-1) и высокотемпературные связующие (алюмофосфатный клей, клей ВК-10). Окончательное решение о пригодности этих связующих для целей тензометрии может быть принято лишь после проведения соответствующих испытаний.3

3. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЮЩИЕСЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВОБОДНОЙ подложки

Подложкой тензодатчика может служить поверхностная пленка, нанесенная при формировании решетки на поверхность тензочувствительного материала или временную фольговую основу. Такой тип подложки применяют при изготовлении фольго­ вых и поликристаллических висмутовых тензодатчиков. Поскольку нанесение и термообработку поверхностной пленки производят при формировании решетки, технология этих процессов рассмотрена выше в тех разделах, которые непосредственно посвящены изго­ товлению тензодатчиков.

Решетки тензодатчиков могут формироваться также на свобод­ ной подложке, изготовленной из бумаги или свободной полимери-

70