Исследование тензорезистивных преобразователей

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

НОВОСИБИРСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ 
УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ  АВТОМАТИКИ  И  ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ  ТЕХНИКИ

Кафедра  Систем Сбора и Обработки Данных

Исследование тензорезистивных преобразователей

Группа: АИ-72                                                                                     Преподаватель:  Гусев В.П.

Студент: Спитченко В.М.

Новосибирск

 2010

Цель работы:

Ознакомиться с устройством, принципом действия, характеристиками проволочных и полупроводниковых тензорезистивных преобразователей, схемами их включения.

Рабочие формулы

ЕОД- деформация балкиk = 2

- механический гистерезис тензорезисторов
- ползучесть тензорезисторов
 - коэффициент тензочувствительности

         полупроводниковых  тензорезисторов

1.  Исследование проволочных тензорезистивных преобразователей.

Для исследования были выбраны элементы имеющие маркировку «a₅a₆» (120 Ом).

Таблица 1.

m, кг	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	, ЕОД
0	120	120,1	120	-
2	119,74	119,74	119,75	-0,01084
6	119,77	119,76	119,77	-0,00958
10	119,79	119,80	119,80	-0,00875
14	119,82	119,81	119,82	-0,00750
20	119,86	119,85	119,87	-0,00584

Деформация балки, была рассчитана по формуле:

, где k-коэффициент тензочувствительности, равный 2 для установленных на балке проволочных тензорезисторов;

E_Н – среднее значение отсчета при данной нагрузке;

Е₀ – среднее значение отсчета при ненагруженной балке.

Где R₁- значение сопротивления, полученное сразу после подвешивания нагрузки; R₂ - значение сопротивления, полученное по истечении 1 минуты после подвешивания нагрузки; R₃ - значение сопротивления, после 2-х минут.

Нагруженную грузом в  20 кг балку оставили на 30 минут, после чего измерения производим в обратном порядке:

Таблица 2.

m, кг	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	, ЕОД
20	119,87	119,87	119,86	0,006265
14	119,81	119,82	119,81	0,004176
10	119,78	119,78	119,79	0,002923
6	119,76	119,77	119,76	0,002088
2	119,72	119,72	119,71	0,000417
0	119,71	119,71	119,71	-

График зависимости деформации балки от нагрузки при её нагружении:

График зависимости деформации балки от нагрузки при её разгружении:

Механический гистерезис определим как отношение:

, где Е₀ – среднее значение отсчетов до нагружения балки;

E₀₁ – значения после её разгрузки.

Ползучесть тензорезисторов определим по формуле:

, где - максимальные средние значения остчетов при масимальной нагрузке балки за время испытаний (30 минут).

= 0,0084%

2. Исследование полупроводниковых тензорезистивных преобразователей.

В качестве исследуемых были выбраны полупроводниковые тензорезистивные преобразователи «ВП» (верхние правые).

Таблица3. Значения сопротивления, при постепенном увеличении массы нагрузки.

Масса нагрузки, кг		R1, кОм	R2, кОм	R3, кОм		Деформация балки(El)
0		0,2238	0,2238	0,2237		0
2		0,2217	0,2218	0,2219		-0,00985
6		0,2177	0,2176	0,2178		-0,03035
10		0,2138	0,2137	0,2139		-0,04985
12		0,2118	0,2119	0,2117		-0,05985
14		0,2084	0,2083	0,2085		-0,07685
20	0,2045		0,2044		0,2046	-0,09635

График зависимости деформации балки от нагрузки при её нагружении:

Таблица4. Значения сопротивления, при постепенной разгрузке балки.

Масса нагрузки, кг		R1, кОм	R2, кОм	R3, кОм		Деформация балки(El)
20		0,2044	0,2044	0,2043		-0,09702
14		0,2083	0,2082	0,2081		-0,07785
12		0,2122	0,2123	0,2121		-0,05785
10		0,2145	0,2146	0,2144		-0,04635
6		0,2185	0,2184	0,2186		-0,02635
2		0,2223	0,2222	0,2224		-0,00735
0	0,2242		0,2243		0,2241	0,00215

График зависимости деформации балки от нагрузки при её разгружении:

= 0,0489%

Коэффициент тензочувствительности полупроводниковых тензорезисторов определим из отношения:

Таблица5.Изменение коэффициента тензочувствительности при нагружении балки.

Масса нагрузки, кг	0	2	6	10	14	20
КП	0	0,84873	0,87908	0,88485	0,88796	0,88915

Вывод: Ознакомился с устройством, принципом действия, характеристиками проволочных и полупроводниковых тензорезистивных преобразователей, схемами их включения.