Тензорезисторы — Применение

Усилие разрыва измеряют путем уравновешивания приложенной силы подвижным грузом или маятниковым рычагом с помощью гидравлического измерителя с применением электронного силового измерителя, состоящего из упругого элемента с наклеенными на него тензорезисторами и усилителя, передающего сигнал на ленту машины или двухкоординатный самописец. Большую точность измеряемого усилия и деформации образца дает последний метод. Для усиления сигнала, снимаемого с тензорезисторов, используются усилите.ли [c.22]

Несмотря на достаточно широкое применение тензорезисторов, сравнительно мало работ посвящено проверке их надежности при циклическом нагружении за пределами упругости, когда поведение тензорезисторов отличается рядом существенных особенностей [20, 229] [c.150]

Разработать с использованием данных физико-металловедческих исследований тензорезисторы, оптимальные с точки зрения применения в конструкциях, подверженных мало цикловому нагружению, обеспечивая их достаточную чувствительность и долговечность при малоцикловых измерениях. [c.272]

Применение температурной компенсации необходимо в датчиках с полупроводниковыми тензорезисторами, поскольку их температурные погрешности на порядок больше, чем для металлических, и достигают 10 % от измеряемой величины на каждые 10 °С. [c.366]

Существуют три направления снижения погрешности нелинейности уменьшение нелинейности тензорезисторов применение пар специально подобранных тензорезисторов, один из которых работает на растяжение, другой — на сжатие схемная линеаризация выходного сигнала датчика U - [c.368]

Тензорезисторы для измерения деформаций в экстремальных условиях. В Институте машиноведения разработаны четыре типа тензорезисторов и предназначены для определения напряженно-деформированного состояния элементов конструкций, работающих в условиях воздействия высоких и сверхнизких температур, сильных магнитных полей, ионизирующих излучений. Области применения — энергетика, металлургия, транспорт и др. Возможное использование в качестве первичных преобразователей — в различных датчиках механических величин. Расширение диапазона рабочих условий достигнуто применением новых материалов и технологических процессов. [c.123]

Рассматриваемый здесь метод натурной тензометрии корпусов паровых турбин [7] основывается на применении разработанных в ИМАШ АН СССР высокотемпературных тензорезисторов с решеткой из никель-молибденового сплава, обладающего наиболее высокой критической температурой из известных отечественных и зарубежных сплавов с низким температурным коэффициентом [c.65]

Метод предполагает применение схемной компенсации температурного приращения сопротивления тензорезистора, учитывая, что рабочие температуры существенно превышают критическую для данного типа сплава. При этом производится тщательный подбор в пары тензорезисторов (рабочего — компенсационного) по номинальным сопротивлениям, температурным характеристикам, дрейфу действительного и начального сопротивления. Для оценки и учета погрешности из-за неполной температурной компенсации, обусловленной разностью коэффициентов линейного расширения, используются специальные тензорезисторы-свидетели , устанавливаемые в необходимом количестве на натурном объекте на свободно деформирующихся пластинках. Таким образом, в процессе измерений непосредственно получается температурная поправка, которая программным путем аппроксимируется соответствующей зависимостью и автоматически вводится при обработке в результат измерений. [c.66]

Угловое ускорение 31 Тензорезисторы — Применение 228 [c.495]

В случае применения тензорезисторов при выборе измерительной цепи и параметров ее источника электроснабжения следует учитывать допустимую мощность рассеяния тен- [c.277]

Винты - датчики строятся на базе корпуса или с применением дополнительного упругого элемента. Тензорезисторы наклеиваются на поверхность просверленного отверстия (рис. 2.3.13, а) или снаружи на проточенную шейку (рис. 2.3.13, б) или на две лыс-ки (рис. 2.3.13, е, ж). [c.186]

Требование однозначности функции g (е, t) является непременным условием возможности осуществления измерений. Характеристика преобразования реального тензорезистора отличается от номинальной в силу существования погрешностей при ее определении и в результате воздействия ряда неучитываемых факторов при применении тензорезисторов. Здесь рассматриваются общие закономерности, относящиеся к номинальным характеристикам тензорезисторов, формам их представления и применения при определении значений измеряемых величин. [c.39]

Применение тензорезистора в качестве измерительного преобразователя возможно, если его характеристики заданы в виде аналитических зависимостей, графиков или таблиц. [c.40]

Применение упрощенных видов представления характеристики преобразования тензорезистора неизбежно приводит к образованию систематических погрешностей, поэтому приемлемость того или иного вида представления характеристики преобразования должна быть оценена путем сопоставления значения образующейся при этом систематической погрешности с допустимой. [c.41]

В вариантах 1 и 2 многозначность обратной функции температурной характеристики не является препятствием к применению тензорезисторов во всем рабочем диапазоне температур, поскольку температура рассматривается как неинформативный параметр. [c.43]

С применением изложенной выше экспериментальной методики в днище шахты реактора конструкции [5] в режиме разогрева были зарегистрированы динамические напряжения большой амплитуды, носящие характер биений (рис. 5). Максимальная амплитуда этих напряжений составляла 100 кГ/см . В результате разогрева установки происходила выборка монтажных зазоров и напряжения соответственно снижались. Для того чтобы оценить величины напряжений в днище шахты в местах концентрации, где невозможно было установить тензорезисторы, был проведен эксперимент на модели, выполненной из оптически активного материала, при подходящем виде, нагрузки. [c.158]

В последнее время нашли применение датчики силы, основанные на принципе магнитной анизотропии, т. е. изменения магнитных свойств материала при сжатии его в разных осевых направлениях. Такой датчик стационарно устанавливается в приводе, а его сигнал воспринимается вторичным измерительным устройством. Наиболее широкое применение в силоизмерительной аппаратуре получил тензометрический метод измерения на основе полупроводниковых или металлических тензорезисторов. Наклеенные на упругий элемент, они меняют омическое сопротивление при деформации поверхности этого элемента. Например, два датчика равного сопротивления наклеиваются на деталь, воспринимающую усилие сжатия. Такой деталью может быть электрододержатель, который играет роль упругого элемента сжатие—растяжение. Если датчики наклеиваются на нижнюю консоль, то последняя используется как упругий элемент деформации изгиба. Один из датчиков наклеивается вдоль направления усилия, второй — перпендикулярно к нему. Первый датчик реагирует на возможную деформацию, а второй датчик является термокомпенсирующим элементом, так как в процессе сварки упругий элемент нагревается (за счет сварочного тока), а изменение сопротивления за счет разогрева датчика не должно восприниматься как измерительное. Тензодатчики включаются в плечи измерительного моста. К одной диагонали моста подключается источник стабильного напряжения, с другой его диагонали сигнал через нормирующий усилитель подается на измерительный или записывающий прибор. Мост первоначально балансируется резисторами, включенными в другие плечи моста, поэтому выходной сигнал во время измерения будет пропорционален только силе сжатия или изгиба. Кривая выходного напряжения первоначально тарируется по стандартным динамометрам. На основе тензорезисторов строят выносные датчики, внутри которых обычно имеется упругий элемент изгиба. Такие датчики могут устанавливаться между электродами и вне их. [c.226]

При облучении до 10 и наличии возможности получения новых начальных отсчетов только один раз в процессе эксперимента поправка на учитывается с помощью предложенного метода линейного преобразования. Оценка границ применения метода производится на основе информации, получаемой в процессе эксперимента по нескольким тензорезисторам-свидетелям. По опыту проведенных исследований при облучении да = 6-10 погрешность метода линейного преобразования не превышает Д5 = 15-10 .. [c.17]

Измеряемыми на моделях величинами являются деформации и перемещения. Места измерения различные зоны конструкции, в том числе места резкого изменения формы конструкции и концентрации напряжений. Кроме измерения деформаций и перемещений в отдельных точках конструкции, необходимо получать путем измерений поля деформаций и перемещений. В связи с этим целесообразно в сложных моделях конструкций применение нескольких методов измерений хрупких тензочувствительных покрытий наклеиваемых тензорезисторов оптически чувствительных наклеек и вклеек. Отдельные зональные модели выполняются из оптически чувствительного материала. Типы применяемых в этих исследованиях тензорезисторов и измерительной аппаратуры в зависимости от задачи исследования и характера измеряемых величин приведены в работе [5]. Там же показано, что вычисление напряжений в модели по приращениям показаний тензорезисторов Д осуществляется с применением постоянной Ст, определяемой тарировкой выборки в 5—10 тензорезисторов, устанавливаемых на консольном образце из органического стекла с модулем Ет при температуре Т тарировки. В том случае, если величина модуля упругости Е материала модели отлична от величины Ет, то значение Ст пересчитывается для величины модуля упругости Е материала модели при температуре Ь измерений [5] [c.30]

При применении малобазных тензорезисторов обычно необходимо при обработке их показаний учитывать влияние поперечной чувствительности. Наиболее удобно это выполнять по методике, изложенной в работе [8], которая, кроме того, позволяет учитывать действительную величину коэффициента Пуассона применяемого органического стекла. При этом на консольном образце в виде балки равного сопротивления на изгиб для двух совокупностей тензорезисторов N = 5—10), наклеенных вдоль и поперек продольной оси образца, определяют при температуре тарировки Т коэффициенты [c.31]

Точность измерений обеспечивалась следующими особенностями разработанных измерительных средств низкая разностная температурная характеристика тензорезистора благодаря применению в качестве подложки нихромовой фольги, имеющей коэффициент линейного расширения близкий к коэффициенту линейного расширения объекта применение схемной компенсации с тщательным подбором тензорезисторов в пары применение тензорезисторов-свидетелей, позволяющих уточнить характеристики тензорезисторов в процессе измерений дублирование при испытаниях на натурном объекте температурных состояний, что позволило свести к минимуму влияние дрейфа нуля . Более подробно методика натурного эксперимента при исследовании дефармаций в конструкциях энергетического оборудования изложена в работах [9, 10]. [c.116]

Рассмотрены вопросы моделирования напряжений, обеспечетя температурной компенсации при тензоизмерениях на моделях, нагружаемых внутренним давлением, а также учета влияния внутреннего правления на показания тензорезисторов. Показано применение ЭВМ при обработке и анализе результатов измерений. [c.147]

В связи с разнообразием решаемых задач и условий измерений существует большое число типов тензометров, различных по своим характеристикам и назначению. Наиболее универсальным тензометром, обеспечивающим проведение тензометрии в различных условиях, является электрический тензометр с тензорезисторами, с автоматизацией измерений и обработкой данных измерений на ЭВМ. Эта система наилучшим образом обеспечивает при дистанционности и многото-чечности измерений выполнение натурной тензометрии конструкций аппаратов, работающих при переменных реж имах в сложных температурных условиях. Этот метод может быть применен для определения полей деформаций и напряжений при натурной тензометрии, оценке прочности и оптимизации конструкций аппаратов. [c.340]

Описанный метод используется чаще всего при линейном напряженном состоянии. Он применим также при чистом сдвиге (символ п заменяется на т). Существенно то, что один переменный параметр сопоставляется с одной кривой усталости. Это ограничивает применение метода при тензо.метрировании деталей машин. В данном случае необходимо отодвинуть тензорезисторы от опасной точки, так как напряженное состояние в ее окрестности редко бывает простым — линейным или чистым сдвигом. Тогда, если имеется кривая усталости, построенная по данным испытаний образцов, необходимо оценить влияние концентрации напряжений и других конструктивных и технологичных факторов. Из-за этих затруднений необходимо располагать методом прогнозирования усталостной долговечности при сложном напряженном состоянии. В связи с тензометрированием сделанный анализ относится к случаю плоского напряженного состояния. [c.401]

Во избежание изменения сигнала с тензорезисторов при смещении точки контакта ролика с кулачком тензорезисторы Ri и R2 включались в смежные плечи выносного полумоста канала тензостанции [1]. Аналогично в другой канал включались тензорезисторы / 3 и i 4. Выводы от тензорезисторов проходили череа канавку 3 и далее выводились наружу через полый вал карусели 4. При эксперименте избежали применения токосъемных устройств за счет предварительного наматывания кабелей на катушку, установленную по оси карусели, к сматывания их в процессе работы автомата. Для обеспечения затяжки пальца 1 вставлялся конический шрифт 5. В качестве тензоусилителя использовалась универсальная тензометрическая установка УТС 1-ВТ-12, регистрация процессов осуществлялась осциллографом К-105. Для регистрации скорости карусели использован тахогенератор ТГП-ЗА. [c.42]

В большинстве случаев в качестве первичных преобразователей деформации упругого элемента в электрический сигнал используются фольговые или полупроводниковые тензорезисторы, закрепляемые на упругом элементе. Возможно применение и других типов первичных преобразователей индуктивных, емкостных, пьезоэлектрических, магниторезисторных, оптических, струнных и других. Деформация упругого элемента датчика (например, стальной балочки прямоугольного сечения), пропорциональная воздействующей на него силе, однозначно определяет изменение электрического сопротивления тензорезистора. [c.177]

Совместно с МВТУ им. Н. Э. Баумана разработан силомомент-ный датчик, измеряющий три компоненты вектора силы и устанавливаемый в запястье робота. Диапазон измеряемых сил от 5 до 500 Нм. Применение полупроводниковых тензорезисторов, отличающихся большой чувствительностью, позволило отказаться от МДМ-усилителя. Усилитель представлет собой УПТ с дифференциальным входом, чем обеспечивается достаточный уровень подавления синфазных помех. Коэффициент усиления не более 100, уровень выходного сигнала 10В, сопротивление нагрузки >2 кОм. [c.179]

Совершенствование силомоментных датчиков должно идти по линии создания новых конструкций упругого элемента, допускающих максимальную развязку сигналов, соответствующих разным координатным направлениям, а также путем разработки алгоритмов, учитывающих необходимость получения раздельных, взаимонезависимых сигналов. Перспективным направлением в развитии силомоментных датчиков следует считать использование полупроводниковых тензорезисторов, имеющих высокий коэффициент тензочувствительности при применении специальных методов стабилизации их параметров. [c.179]

Метод позволяет иссследовать напряженно-деформированное состояние в плоских и объемных моделях сложных деталей и конструкций с точным воспроизведением формы, размеров, силовой нагрузки, а также условий сопряжения и жесткости. Предусматривается применение значительного числа тензорезисторов, в том числе малобазных (до 0,5 мм) для определения напряжений в зонах концентрации. [c.121]

Тензометрирование можно проводить с применением разработанных НПО ЦКТИ высокотемпературных термокомпенсированных тензорезисторов типа ТТР ЛС-22-24 и пятипроводной измерительной схемы, исключающей влияние сопротивления линий связи. [c.221]

Разнообразие задач измерения делает почти невозможным сравнение преобразователей разных типов и видов по какому-то обобщенному критерию, хотя такие попытки и делались. Предлагалось, в частности, сравнивать их по энергоотдаче на единнцу массы, энергетическому КПД и др. [25]. Ясно, однако, что такому сравнению могут подвергаться преобразователи, предназначенные для одинаковых условий применения, что снижает значение проводимой оценки. Например, пьезоэлектрический преобразователь имеет чрезвычайно малый энергетический КПД, но тем не менее успешно применяется для измерения малых динамических деформаций, правда в исключительно стабильных условиях. Металлический тензорезистор значительно уступает полупроводниковому по чувствительности и энергоотдаче, однако его относительная стабильность параметров лучше, так что при малом уровне внешних помех он оказывается более широкодиапазонным. Поэтому ниже приведены только сведения о предельной достигнутой чувствительности МЭП. [c.211]

В современных датчиках давления нашли широкое применение тензорезистив-ные и индуктивные МЭП. Емкостные МЭП используют в меньшей степени в основном из-за высокого значения импеданса, затрудняющего передачу сигнала преобразователя по кабелю. Металлические тензорезисторы позволяют получить высокие метрологические характеристики. Датчики с полупроводниковыми тензорезисторами [c.230]

Поэтому в ряде случаев оправдано применение комбинированных термодатчиков [33, 77], включающих тензорезисторы и термопару. Эти датчики позволяют в случае квазистациоиарных (малоцикловых) и особенно быстропротекающих (на переходных режимах) тепловых и механических процессов осуществлять строгую синхронизацию записи переменных деформаций и температур. Комбиниреванный датчик температуры и деформации (рис. З.ЗЗ, г) выполнен на базе высокотемпературного тензорезистора на металлической подложке 9 и термопары 6. Он предназначен для измерения квазистатических деформаций в агрессивных паровых средах при температуре до 540° С. Герметизация элементов 6, 12, 13 производится крышкой нз фольги 4 с переходником 10. [c.170]

В результате анализа особенностей термомеханического нагружения корпуса паровой турбины на стационарном и переходных периодах работы в эксплуатации, в том числе и на режимах ускоренных пусков и остановов, а также на базе предварительных исследований напряженно-деформированного состояния модели натурной детали с применением малобазных тензодатчиков (по выявлению наиболее напряженных зон), разработана схема размещения тензорезисторов и термопар на корпусе цилиндра высокого давления турбины (рис. 3.34). Использовали тензодатчики типа ТТБ и хромсль-алюмелевые термопары. В каждой точке, указанной на схеме (рис. 3.34), рядом с тензодатчиками (рабочим и компенсационным) монтировали, как правило, две термопары. [c.172]

С тензорезисторами и тензористорными преобразователями, в основном, используются три вида измерительных цепей потенхщомет-рические, мостовые и компараторные. Выбор той или иной измерительной цепи и вида электроснабжения определяются задачами, решаемыми ИИС параметрами и условиями применения используемых тензорезисторов алекгрическими схемами тензорезисторных преобразователей механических величин характером распределения тензорезисторов по объекту и удалением их от измерительного прибора характером влияния на погрешность [c.277]

Т ензометрирование является косвенным измерением, при котором измеряемая величина — деформация должна быть вычислена на основании результатов измерения сопротивления тензорезисторов. Это вычисление можно провести с помощью характеристики преобразования тензорезистора. Но тензорезистор как преобразователь с двумя входами, имеет двумерную характеристику преобразования, поэтому результат одного измерения не дает возможности найти два неизвестных значения входных сигналов (деформации и температуры). Исключение составляет лишь случай применения термокомпенсированных тензорезисторов в ограниченном диапазоне температур, когда = О и = О и тензорезистор представляет собой преобразователь, чувствительный только к деформации, т. е. его выходной сигнал не содержит информацию о температуре. [c.41]

Требование неодинаковости хотя бы одной характеристики преобразования вместе с требованием однозначности прямых и обратных функций, описывающих характеристики преобразования, является необходимым и достаточным условием для решеняя задачи, поскольку в этом случае, как было показано, искомые значения г ш. t могут быть найдены из систем двух уравнений с двумя неизвестными (4) или (5). Вместе с тем возможно применение тензорезисторов, имеюш их неодинаковые как температурные, так и деформационные характеристики. [c.43]

Необходимыми элементами высокотемпературной длительной тензометрии являются тензодатчики, обеспечивающие измерения в диапазоне температур, реализуемых на внутренней поверхности при работе турбины термопары для измерения температуры внутренней поверхности, в том числе в точках измерений соединительные линии устройства для защиты тензодатчиков и соединительных линий от воздействия паровой среды уплотнительные устройства для герметизации выводов с внутренней поверхности корпуса. При проведении измерений были применены разработанные Лабораторией тензометрии термостойкие привариваемые никельмолибденовые тензодатчики типа ТПТ-500 и ТТБ-73. На первом этапе исследований были использованы привариваемые тензодатчики сопротивления (тензорезисторы) типа ТПТ-500 с длиной тензочувствительной решетки 7,3 мм, наклеенной с помощью связующего ВН-15 на стальную подложку, и базой по осям швов приварки 15 мм. Эти тензодатчики, приваренные и неприваренные к тарировочным образцам металла конструкции, имеют при температуре 400 С разностную температурную характеристику Л = 300-10" 5-10 ол/ол коэффициент тензочувствительности тензодатчиков равен 1,9. Тензодатчики позволили провести длительные измерения статических деформаций при температуре до 500° С. Тензодатчики типа ТТБ-73, примененные при дальнейших исследованиях, позволили провести длительные измерения при номинальных параметрах острого пара в турбине (температура в точках измерения до 530—540° С). Температурные характеристики тензодатчиков определяли на образцах, [c.143]

Контроль за нагруженностью образца или лопатки производится по амплитуде колебаний их свободного конца, измеряемой с помощью тиикроскопа типа МБС (X 3,5— 88), рабочее расстояние 64—120 мм, Перед испытаниями лопаток и образцов проводят динамическую и статическую тарировку с применением наклеенных тензорезисторов. Частоту и число циклов измеряют электронно-счетными приборами. [c.90]

В настоящей статье рассмотрена разработанная в Институте машиноведения информационно-измерительная сиртема для высокотемпературной тензометрии (рис. 1). Для измерения деформаций применен высокоточный широкодиапазонный четырехразрядный цифровой тензометрический компенсатор 2 и для измерения температур — выпускаемый промышленностью цифровой интегрирующий вольтметр 3 типа ВК-2-20. В системе имеется блок управления 4, обеспечивающий синхронную работу тензометриче-ского и температурного 100-канальных коммутаторов 1 и вывод информации на. -перфоратор 5 или ЭЦВМ А ш В — включение соответственно тензорезисторов и термопар). [c.3]

Применение онисанного прецизионного индуктивного делителя в цепи уравновешивания и новой схемы фазового детектора дало возможность построить цифровое тензометрическое устройство, имеющее следующие основные характеристики диапазон измерений (ЛД/Л) 99 990-10 цена единицы младшего разряда S.R/R) 10-10 основная погрешность 0,05% напряжение питания тензорезисторов 2В при частоте 1 кГц (синусоидальное) время измерения 0,08 с. При таком диапазоне измерений можно отказаться от начальной балансировки тензорезисторных полумостов и применить разностный метод измерений. Неустраненный реактивный небаланс при предъявлении жестких требований к фазовым искажениям в индуктивном делителе и входном усилитбле не вносит существенной дополнительной погрешности. Так, например, при фазовом сдвиге в. усилит еле до 1° и емкостной несим-метрии в плече полумоста в 10000 пФ дополнительная погрещ-йость не превышает 0,05%. При максимально возможном на практике изменении этой емкости от нулевого отсчета до нагружения на 10% дополнительная погрешность не превышает 0,1%. [c.6]

Сущность этой методики может быть пояснена следующим образом. На рис. 2 условно показаны зависимости = / I) Для двух тензорезисторов. Предполагается, что при применении тёнзорези-сторов одного типа (с решеткой из никёль-молибдеиовОго сплава) имеет место соотношение [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...