Изучение тензометрическиого ПП перемещения

1. Цель работы

Целью работы является изучение принципа действия тензометрического преобразователя и получение его номинальной статической характеристики.

2. При выполнении лабораторной работы студент должен:

Знать: цель и содержание предстоящей работы, порядок ее выполнения и основные теоретические положения по данной теме.

Уметь: пользоваться измерительными приборами лабораторного стенда.

3. Общие положения

В промышленности широко применяются различные весы, дозаторы, уровнемеры, манометры и т.д., основой работы которых служит тензопреобразование – изменение электрического сопротивления проводников и полупроводников при растяжении и сжатии их в пределах упругих деформаций.

Для измерения малых перемещений, усилий и деформаций применяют наклеиваемые проводниковые (проволочные и фольговые), полупроводниковые и пленочные тензопреобразователи.

Проводниковые тензопреобразователи изготавливают из высокоомного сплава (константана, нихрома, манганина, висмута). При этом проволочные чувствительные элементы (ЧЭ) тензопреопреобразователей (рис. 6а) наклеивают с двух сторон на бумажные подложки 1, защищая их от повреждений и одновременно делая разгрузочную петлю. К концам проволоки 2 ЧЭ пайкой или сваркой присоединяют выводы 3 из медной проволоки. Длина полученного таким образом тензопреобразователя составляет L=5…25 мм, при толщине проволоки d=0,01…0,05 мм и номинальном сопротивлении R_П=20…500 Ом.

а) б)

Рис. 6. Проводниковые тензопреобразователи

а) – проволочные; б) – фольговые

Конструкция фольговых тензопреобразователей (рис. 6б) аналогична описанной, но размеры здесь меньше, и на выходе – маломощный сигнал (низкое сопротивление R_Ф£50 Ом). Это приводит к необходимости использования высокоточных вторичных приборов при работе с фольговыми ПП. ЧЭ таких тензопреобразователей с двух сторон обычно защищены лаковой подложкой. Толщина фольги составляет 0,01…0,02 мм.

Защищенные подложкой проводниковые тензопреобразователи наклеивают на деформируемую деталь (измерительную балку), образуя таким образом тензодатчик.

Тензопреобразователи включают по мостовой схеме в одно, два или четыре плеча. При этом в два противоположных плеча включают проебразователи, реагирующие на одну и ту же деформацию, а в два других плеча – реагирующие на ту же деформацию, но противоположного знака.

Мост с двумя и четырьмя тензопреобразователями имеет чувствитель-ность, соответственно в 2 и 4 раза больше, чем мост с одним тензопреобразо-вателем.

4. Контрольные вопросы

4.1 Принцип действия и конструкции тензопреобразователей?

4.2 Конструкция тензодатчиков?

4.3 Какой выходной сигнал имеет тензопреобразователь?

4.4 Характеристики проволочных и фольговых тензопреобразователей?

5. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд изображен на рис. 7. Тензодатчик включает в свой состав измерительную балку 1 с наклеенным проволочным тензопреобразователем 2. Один конец балки неподвижно закреплен, а второй перемещается под действием тяги 3, приводимой в действие вращением винта-задатчика 4. Перемещение конца балки измеряется микрометром 5. Концы тензопреобразователя при этом выведены на клеммник 6, к которому подключают цифровой омметр 7 для измерения выходного сигнала тензопреобразователя. Для обеспечения прогиба балки предусмотрена опора 8.

Рис. 7. Стенд для проверки НСХ тензопреобразователя перемещения

6. Порядок выполнения работы

Изучите рекомендованную литературу, ознакомьтесь с лабораторным стендом, подготовьте таблицы для записи результатов наблюдений. После разрешения преподавателя приступайте к работе.

6.1 Включите омметр 7 в сеть»220 В и подключите его к клеммнику 6.

6.2 Вращая винт-задатчик 4 перемещения, уменьшите силу прогиба балки 1 до нуля, при котором показания омметра 7 перестанут меняться.

6.3 Установите шкалу микрометра 5 на ноль.

6.4 Увеличивая натяжение тяги 3 винтом-задатчиком 4, фиксируйте через каждые 0,5 мм попоказания микрометра и омметра до тех пор, пока они не перестанут изменяться (прямой ход).

6.5 Винтом-задатчиком 4 ослабляйте натяжение тяги 3 и через каждые 0,5 мм фиксируйте показания омметра и микрометра (обратный ход).

6.6 После окончания работы выключите все приборы из сети»220 В.

7. Обработка результатов опытов

7.1 По полученным данным постройте график номинальной статической характеристики (НСХ) – зависимости сопротивления R (Ом) тензопреобразователя от перемещения Х (мм).

7.2 Определите значения чувствительности и вариации выходного сигнала тензопреобразователя в каждой точке измерения, линейность НСХ и коэффициент измерительного преобразования линеаризованной НСХ.

7.3 Оцените класс точности тензопреобразователя.

8. Оформление протокола

8.1 На титульной стороне двойного листа укажите Ф.И.О. студента, группу, наименование лабораторной работы и дату ее выполнения.

8.2 Кратко опишите стенд, цель и порядок выполнения работы

8.3 Приведите результаты наблюдений (таблицы, график) и формулы расчета, сделайтевыводы по полученным результатам.