ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Тензодатчики для длительных измерений при повышенных температурах из "Напряжения и деформации в деталях и узлах машин " Большинство способов изготовления и применения датчиков разрабатывалось применительно к измерениям в течение сравнительно короткого времени. [c.33] Степень этих требований определяется величиной температуры и временем, в течение которого должны работать тензодатчики. [c.33] Требуемая стабильность проволоки тензочувствительной решетки определяется ее характеристиками а — сопротивление проволоки должно однозначно зависеть от температуры для обеспечения возможности температурной компенсации или внесения поправки на влияние температуры б — коэффициент линейного расширения материала проволоки должен быть близким к коэффициенту линейного расширения применяемых жаропрочных сталей для снижения скалывающих усилий в клеящем слое в — проволока должна быть стойкой против коррозии на воздухе и в клее, так как интенсивная коррозия при малом диаметре проволоки вызовет изменение сопротивления датчика в процессе измерения г — проволока должна иметь однородную структуру по длине, так как при высокой температуре наличие неоднородности вызовет появление паразитных ТЭДС д — проволока должна надежно свариваться с выводными проводниками. [c.33] При температурах до 200° С успешно применяются тензодатчики с константановой проволокой, выполненные в слое клея БФ (до температуры 100° С) или бакелитового клея [14], [24]. В работе [1 ] рассматриваются проволочные тензодатчики на стеклошпоне, проклеенном клеем БФ, обёспечивающие измерения при температуре до 300° С в течение 1,5—2 час. [c.33] При намотке решетка должна скрепляться с помош,ью ниток и цемента, которые после монтажа датчика на подслойке удаляются. Термообработка датчиков—при 180° С. [c.34] Более устойчивы для длительных измерений тензодатчики на кремнеорганическом клее, пригодные для измерений статических деформаций. Датчики с тензочувствительной решеткой из константановой проволоки на кремнеорганическом лаке с наполнителем, рассмотренные в работе [7], достаточно устойчивы для измерений при температурах до 400—500° С (влияние длительного воздействия температуры в указанной работе не рассматривается). [c.34] Переход на более высокие температуры при длительном их воздействии приводит к необходимости дальнейшей разработки новых конструкций и технологии выполнения тензодатчиков, а также новых материалов для них. При этом обычный способ выполнения тензодатчика с проволочной решеткой, прикрепляемой клеем или цементом, оказывается ограниченным по своим возможностям. Если получаемые при нагревах изменения характеристик тензодатчиков однозначным образом связаны с величиной температуры, то расшифровка записей возможна с применением экспериментально составленной диаграммы, дающей величину тензочувствительности, сопротивления тензочувствительной решетки и утечки датчика в зависимости от температуры. При этом должна дополнительно при исследованиях регистрироваться температура тензочувствительной решетки. Это привело к созданию комбинированных датчиков, измеряющих деформацию и температуру [30]. [c.34] Однако этот способ приводит к дополнительным ошибкам или не может быть применен из-за незакономерного изменения характеристики тензодатчика при переменных температурах в условиях испытаний. [c.34] В работе [45 1 описан датчик, состоящий из двух прямых нихромо-вых проволок диаметром 25 мк и длиной по 20 мм, приваренных к трем узким полоскам из никонеля толщиной 50 мк. [c.34] Полоски из никонеля, соединяющие тензочувствительные проволоки и образующие два вывода, наложены на асбестовый картон, предварительно покрытый тонким слоем керамического цемента. [c.34] В датчиках с напыляемой пленкой последняя наносится на непроводящую подслойку, предварительно тем или другим способом наложенную на поверхность детали. Осаждение пленки может производиться для алюминиевых деталей на анодированную поверхность, покрытую кремнистой смолой, а в стальных — покрытую фарфором. Пленка в местах соединения с выводами имеет серебряные или платиновые контакты. Напыляемая пленка должна обладать тензочувстви-тельностью, монолитно соединяться с поверхностью и обладать неизменностью свойств и химической стойкостью при высокой температуре и длительном ее воздействии. Все металлы, которые могут быть применены для напыления, обладают той или иной степенью чувствительности к деформации. Тензочувствительность повышается с уменьшением толщины пленки. [c.35] В результате структурных изменений сопротивление и коэффициент тензочувствительности пленки при высоких температурах несколько снижаются, причем в большей степени с увеличением температуры и времени. При температурах до 500° С наибольшей стабильностью обладают пленки, осажденные из железного, алюминиевого и титанового порошков. Типы, устройство и свойства тензодатчиков для измерений при повышенных и высоких температурах, применяемые и разработанные за рубежом, рассматриваются в работах [30], [34], [38], [45]. Несмотря на ряд проведенных исследований, пока не получены тензодатчики, обеспечивающие по своим характеристикам измерения в широком диапазоне применяемых в настоящее время температур и условий испытаний. [c.35] Рассматриваемые ниже тензодатчики с решеткой из константановой проволоки на клее В-58 Института химии силикатов АН СССР, разработанные в Институте машиноведения АН СССР, могут применяться для измерений деформаций при температуре до 300—350° С длительностью в 1 —2 месяца, как это бывает необходимо при стендовых испытаниях крупных конструкций. [c.35] Для проверки тензодатчиков определяют в условиях применяемых температур и их длительности коэффициент тензочувствительности и его постоянство, зависимость сопротивление —температура , изменение сопротивления со временем, влияние быстрых и повторных изменений деформаций и температур на характеристики датчиков, влияние влажности при хранении и в рабочем состоянии. Для контроля величин деформаций, создаваемых в тарировочной балке с проверяемым тензодатчиком, применяются механические индикаторы прогибов или оптические тензометры, показания которых наблюдаются через окно нагревательного устройства. [c.35] В тензодатчиках с закрепленной на поверхности детали тензочувствительной решеткой (проволочные и фольговые датчики) измеряемая деформация поверхности детали вызывает такую же деформацию в клее (или цементе) и в тензочувствительной проволоке. [c.35] проволока и конструкция датчиков. Одним из суш,ествую-щих клеев для тензодатчиков, работающих и используемых длительное время при повышенной температуре, является состав В-58, разработанный в Институте химии силикатов АН СССР, который, как это будет показано дальше, обеспечивает хорошее сцепление, высокое сопротивление изоляции и малую ползучесть. Для измерений при температуре до 300—400° С в тензодатчиках может быть использована константановая проволока, режим температурной обработки которой дан в работах [7], [12]. [c.37] Удачное сочетание теплостойкости, влагостабильности, высоких диэлектрических свойств характерно для некоторых кремнеорганических полимеров [5], [9. Химическое сочетание соединений кремния с соединениями углерода обеспечило создание нового класса электроизоляционных материалов, к которому относится клей В-58, способных работать при повышенных температурах и влажности. [c.37] При разработке цементирующих материалов для высокотемпературной тензометрии применены кремнеорганические полимеры, содержащие силоксанные группировки атомов (51—О—51) и группировки атомов кремния с углеродом (51—С). При изучении свойств выбранных полимеров обращалось внимание и на присутствие в их молекулах функциональных групп, необходимых, по-видимому, для химической связи с выбранными активными добавками. [c.37] Выбранные для описываемых ниже термостойких тензодатчиков кремнеорганические полимеры содержат фрагменты линейной и сетчатой структуры, что является необходимым для придания цементирующим материалам свойств повышенной эластичности и термостойкости. [c.37] Вернуться к основной статье