Фольговые тензорезисторы

Фольговые тензодатчики являются наиболее популярной версией наклеиваемых тензодатчиков. Фольговые преобразователи представляют из себя ленту из фольги толщиной 4 –12 мкм, на которой часть металла выбрана травлением таким образом, что оставшаяся его часть образует показанную на рисунке 4 решетку с выводами.

При изготовлении такой решетки можно предусмотреть любой рисунок решетки, что является существенным достоинством фольговых тензопреобразователей. На рисунке 3,а показан внешний вид преобразователя из фольги, предназначенного для измерения линейных напряженных состояний, на рис. 3,в – фольговый преобразователь, наклеиваемый на вал, для измерения крутящих моментов, а на рис.3,б – наклеиваемый на мембрану.

Серьезным преимуществом преобразователей из фольги является возможность увеличивать сечение концов преобразователя; приваривание (или припаивание) выводов можно в этом случае осуществить значительно надежнее, чем в преобразователях из проволоки.

Фольговые тензодатчики по сравнению с проволочными имеют большее отношение площади поверхности чувствительного элемента к площади поперечного сечения (чувствительность) и более стабильны при критических температурах и длительных нагрузках. Большая площадь поверхности и малое поперечное сечение также обеспечивает хороший температурный контакт чувствительного элемента с образцом, что уменьшает саморазогрев датчика.

Для изготовления фольговых тензопреобразователей используются те же металлы, что и для проволочных датчиков (константан, нихром, сплав никеля с железом и т.д.), а также применяются еще и другие материалы, например титаноалюминиевый сплав 48Т-2, обеспечивающий измерение деформаций до 12%, а также целый ряд полупроводниковых материалов.

Эти датчики имеют малые размеры и изготовлены методом фототравления, что обуславливает относительно низкую стоимость. Эти тензорезисторы универсальны в применении. Все это обуславливает их самое массовое применение в различных областях измерений.

Преимущества перед проволочными тензорезисторами:

1. Меньшая поперечная тензочувствительность (т.к. петли широкие на перегибах)

2. Хороший теплоотвод.

3. Просты в изготовлении

30. Схема включения тензометрического измерительного преобразователя

Небольшие приращения сопротивлений тензорезисторов необходимо преобразовать в большие относительные изменения выходных электрических величин.

Чаще всего измерительной цепью является делитель напряжения либо мостовая цепь. Делитель напряжения с питанием постоянным током (рисунок 4) применяют лишь в том случае, когда интересуются только переменной составляющей измеряемой величины(быстроменяющихся), при этом постоянная составляющая падения напряжения на сопротивлении R_п тензопреобразователя, в сотни раз превышающая переменную составляющей, отфильтровывается разделительным конденсатором С. Во всех других случаях в качестве измерительной цепи используется цепь моста.