Метрологические характеристики

Таблица 4.2.

Метрологическая характеристика, обозначение или форма представления	Нормируемые параметры	Группа показателей
Наименование	А	Б	В
1. Сопротивление тензорезистора 1.1. Сопротивление при нормальных условиях (R)	Предельное относительное отклонение сопротивления в партии от номинального, %	δR	0,35	0,8	1,0
2. Функция преобразования 2.1. Чувствительность при нормальных условиях (К)	Среднее значение	K	1,9..2,3
Среднее квадратическое отклонение (СКО)	Sx	0,02	0,03	0,05

Продолжение таблицы 4.2.

3. Функция влияния температуры на чувствительность 3.1. Температурный коэффициент чувствительности	Среднее значение, % *°С	η	0,8..1,1	1,0..1,5
СКО, % *°С	Sη	0,02	0,03
4. Температурная характеристика 4.1.Максимальное значение температурной характеристики сопротивления (ТХС) в рабочей области температур (xtm)	Среднее значение, мкОм/Ом	ξτm	от 800 до 4000
СКО, мкОм/Ом	Sτm
5. Ползучесть	5.1. Ползучесть при нормальных условиях (П)	Среднее значение за промежуток времени 1 ч., %, не более	Π	0,5	1,0	1,5
СКО за промежуток времени 1 ч	Sn	0,5	1,0	1,5
5.2. Ползучесть при максимальной температуре (Пt)	Среднее значение за промежуток времени 1ч., %, не более	Πt	2,0	3,0	4,0
СКО за промежуток времени 1 ч.	Snt	2,0	3,0	4,0
6. Сопротивление изоляции 6.1. Сопротивление изоляции в рабочей области температуры Rизм.	Минимальное значение сопротивления изоляции в рабочей области температуры, МОм	Rизм. min

Все величины нормируемых параметров, кроме п.1, приведены для наклеенных тензорезисторов.

Пленочные тензосопротивления изготавливаются методом вакуумной возгонки тензочувствительного материала и после­дующей конденсации его на подложку (рис. 4.36).

Рис. 4.36. Пленочные тензосопротивления.

Действие датчика основано на изменении омического сопротивления тензочувствительной обмотки 1 при деформации упругого элемента 2 под воздействием изменяемой силы. Тензочувствительная обмотка включается в плечо мостовой схемы.

Погрешности тензосопротивлений. Погрешности приборов с проволочными, фольговыми и пленочными тензосопротивлениями тесно связаны с градуи­ровкой этих приборов. При невозможности градуировать не­посредственно рабочий преобразователь - погрешность, обус­ловленная неидентичностью преобразователей и качеством проклейки рабочих и градуируемых тензосопротивлений, мо­жет достигать до 3…5%, а общая погрешность всего прибора (включая погрешность указателя, усилителя и т.д.) достигает 10…15%. При градуировке рабочего преобразователя и при возможности контроля чувствительности усилителя, погреш­ность прибора может быть снижена до 0,2...0,5% при стати­ческих и до 1,0…1,5% при динамических измерениях.

Для уменьшения самой существенной для тензосопротив­лений температурной погрешности в соседнее плечо моста должен быть включен такой же преобразователь, наклеенный на тот же самый материал и помещенный в те же температур­ные условия.

В ряде случаев можно разместить на детали и включить в соседние плечи моста два преобразователя, испытывающих равную деформацию разного знака (рис. 4.37). При этом одновременно достигается температурная коррекция и повышается вдвое чувствительность измерительной цепи.

Рис. 4.37. Схема включения тензосопротивлений с температурной коррекцией.

Применение. Тензопреобразователи наиболее часто применяются для измерения деформаций и механических напряжений. Прово­лочные тензометры на бумажной основе, а также фольговые и пленочные тензометры применяются для измерения относительных деформаций e_l от 0,005…0,02 до 1,5…2%. Свободные проволочные тензометры могут быть использованы для изме­рения деформаций до 6…10%. Тензосопротивления практиче­ски безынерционны и применяются в диапазоне частот от 0 до 100 кГц. Измерительные цепи тензометров весьма разнооб­разны. Преимущественные распространения получили прибо­ры с усилителями. Эти приборы называются тензоусилителями или тензостанциями. Они обладают рядом достоинств:

1) возможностью одновременно измерять статические и динамические деформации;

2) простотой изготовления и наладкой усилителей;

3) малой чувствительностью к помехам от электрических и магнитных полей.

Рассмотрим принцип использования тензорезисторных преобразователей для измерения деформации

На рис. 4.38 приведена типичная структурная схема одно­го канала прибора для измерения деформации.

Рис. 4.38. Структурная схема канала измерителя деформации.

Измеритель­ный мост М питается переменным напряжением от генератора Г несущей частоты. Модулированный сигнал несущей ча­стоты с измерительной диагонали моста попадает на вход усилителя Ус. Усиленный сигнал демодулируется фазочувствительным демодулятором Д и через фильтр Ф поступает в указатель. Усилитель и генератор несущей частоты питаются от источника В, Для поверки чувствительности служит уст­ройство П, которое в некоторых приборах выполняется авто­матическим, а для предварительного уравновешивания мо­ста - устройство Р. Для одновременного определения дефор­мации во многих точках тензостанции выполняются многока­нальными.

Для измерения давлений (от 100 Н / мм² до 3 кН/мм²) используются манганиновые преобразователи сопротивления. При измерении давлений тензосопротивления могут быть установлены непосредственно на стенках сосуда, давление в котором измеряется, а для повышения чувствительности их можно разместить на мембранах, сильфонах и т.д.