Изучение тензометрическиого пп перемещения (усилия)
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.2.6а) 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 RП=20…500 Ом.
а) б)
Рис.2.6. Проводниковые тензопреобразователи
а) – проволочные; б) – фольговые
Конструкция фольговых тензопреобразователей (рис.2.6б) аналогична описанной, но размеры здесь меньше, и на выходе – маломощный сигнал (низкое сопротивление RФ50 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.2.7. Тензодатчик состоит из изме-
10
12
14
9
Рис.2.7 Стенд для проверки НСХ
тензопреобразователя перемещения
рительной балки 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.
На панели стенда также смонтированы тензометрический весоизмеритель типа WE2108, в состав которого входит тензодатчик 9 и контроллер 10, называемый весопроцессором. Тензодатчик 9 одним концом неподвижно закреплен на стенде, а к его свободному концу подвешена тарелка 11 для взвешивания.
Тензомосты 12, составленные из тензочувствительных элементов и залитые компаундом, расположены с обоих сторон изгибаемых частей тензодатчика 9. Тензомосты линией связи подключены к контроллеру 10. Лабораторный стенд включают тублером 13, а контроллер 10 – тумблером 14.