Ответы на экзаменационные вопросы № 1-30 по дисциплине "Измерительные приборы" (Измерения и их классификации. Тепловидение, принцип действия двух типов тепловизоров), страница 6

-  тензорезисторные динамометры пригодны как для статических, так и для динамических измерений, в том числе при знакопеременной нагрузке с частотой  в несколько килогерц, однако если датчик будет являться частью сложной колебательной системы, то его влияние всегда следует продумать;

-  типичным свойством всех материалов, используемых для изготовления чувствительного элемента, является их ползучесть при нагрузке и при изменении нагрузки, поэтому в тензорезисторных динамометрах имеется возможность соответствующей конфигурацией тензорезисторов компенсировать ползучесть и получать стабильные характеристики;

-  применение тензорезисторных динамометров возможно при необходимости обеспечения взрывобезопасности и в других сложных условиях;

-  тензорезисторные динамометры всегда имеют мостовую схему с использованием не менее четырех активных тензорезисторов, а сопротивление моста может составлять от 120 до 4000 Ом (оптимальным с точки зрения согласования с соединительным кабелем является сопротивление 350 Ом);

-  для суммирования или вычитания отдельных сил тензорезисторные динамометры можно в большом количестве включать параллельно или последовательно;

-  при подключении тензорезисторных динамометров к аппаратуре электронной обработки данных возможно достигнуть разрешающей способности, соответствующей числу делений 10⁶.

В качестве альтернативы тензорезисторным динамометрам, особенно в лабораторной и испытательной практике, охотно используют индуктивные динамометры, измерительным элементом которых служит индуктивный датчик перемещения.

При помощи индуктивных динамометров измеряют изменение  расстояния между двумя точками упругого элемента под действием силы. Для уменьшения несимметричного воздействия силы чувствительный элемент выполняется вращательно-симметричным (рис. 3.6). Для очень малых сил применимы простые или двойные балки, работающие на изгиб.

Среди характерных особенностей индуктивных динамометров можно отметить следующие:

-  индуктивные динамометры характеризуются большим измерительным сигналом, поэтому уже при нагрузке, составляющей 1% от номинальной, можно получит показание (измеряемая деформация при этом составляет всего 1-2 мкм);

-  индуктивные динамометры выпускают в классах точности от 0,2% до 1%;

-  индуктивные динамометры могу быть рассчитаны на номинальные силы (растяжения или сжатия) до 10 мН и ниже, при этом верхний предел – от 200 кН до 1 МН;

-  их чувствительность к поперечным силам невелика;

-  индуктивные динамометры сравнительно недороги;

-  индуктивные динамометры должны работать на несущей частоте (обычно несущая частота – от 4 до 10 кГц).

15.Измерения сил с помощью индуктивных, пьезоэлектрических и магнитоупругих динамометров

Принцип действия пьезоэлектрических динамометров основан на возникновении электрических зарядов на поверхности некоторых кристаллов при приложении к ним механической нагрузки[1]. Данный тип динамометров непригоден для измерения статических сил из-за быстрого рассасывания зарядов с поверхности кристалла.

Магнитоупругие динамометры могут исполняться в виде катушки с замкнутым сердечником из ферромагнитного материала (рис.3.7 а), способного изменять свою магнитную проницаемость в направлении воздействия на него силы  растяжения или сжатия. Данная способность носит название магнитоупругого эффекта и характерна для железоникилевых сплавов. При нагружении такой катушки силой F происходит изменение ее индуктивности, что приводит к изменению ее сопротивления и следовательно к изменению протекающего тока при питании от источника переменного напряжения.

Другая возможность использования магнитоупругого эффекта показана на рисунке 3.7 б.  В пластине из листовой стали имеются четыре отверстия. В этих отверстиях помещены две пересекающиеся обмотки, одна из которых подключена к источнику питания, другая – в цепь измерения. При нагружении такого чувствительного элемента симметричное ранее магнитное поле искажается и в измерительной обмотке возбуждается напряжение, пропорциональное нагружению.