Измерение напряжений, деформаций и нагрузок с помощью тензодатчиков и методы их тарировки, страница 2

- значительное увеличение, либо уменьшение базы ведет к увеличению разброса характеристик тензорезисторов. поэтому во всех случаях, когда позволяют задачи исследований, целесообразно применять датчики с базой от 5 до 50 мм;

- при наклейке на металл, пластмассы, оргстекло и другие материалы с мелкокристаллической или аморфной структурой следует применять тензорезисторы с основной из тонкой бумаги или пленки;

- номинальное сопротивление тензорезисторов должно соответствовать входным параметрам применяемых измерительных и регистрирующих приборов.

После выбора типа отбирается рабочая партия тензорезисторов, включающая в себя следующие группы: активную, монтируемую в местах измерений и включаемую в активные плечи мостовой измерительной схемы; компенсационную (100% от количества активных), включаемую в компенсационные плечи схемы; контрольную (3-20 датчиков в зависимости от схемы измерений), монтируемую на компенсационных образцах и включаемую в активные плечи; резервную (от 10 до 40% от количества активных).

Тензорезисторы рабочей партии осматриваются, они не должны иметь заломов по площади, повреждений выводов; замеряется сопротивление датчиков, производится их группировка по величине разброса; под места пайки с нижней стороны (поверхности наложения на исследуемую деталь) подклеивается полоска конденсаторной бумаги, предварительно покрытая клеем БФ - 2 и просушенная в течение двух часов.

Подготовка поверхности и наклейка тензодатчиков

Работы выполняются в чистом помещении при температуре не ниже + 20°С и влажности до 30%. Исследуемая деталь очищается от ржавчины, пыли, грязи, следов топлива и масел, а шероховатость поверхности доводится до R_z =10...20. Если поверхность имеет меньшую шероховатость, то ее следует повысить до требуемой, при этом желательно риски располагать перпендикулярно оси датчиков. Непосредственно перед нанесением клея поверхность обезжиривается ацетоном или спиртом, тип клея выбирается исходя из материала основы и условий работы (например, для датчиков с бумажной основой рекомендуется применение клеев БФ - 2, БФ - 4, ВЛ — 4, циакрин, В Л - 931, для датчиков, используемых при высокотемпературных испытаниях, в качестве связующего используются клеи ВС - 10Т, ВК - 9, КСП, лак ВЛ - 9, цементы ВН - 12, и ВН - 15).

После проведения всех подготовительных операций клей наносится тонким слоем на поверхность детали и основу тензорезистора, выдерживается в течении 30-120 мин (в зависимости от времени полимеризации данного типа клея и температуры обработки), затем наносится еще один слой клея и тензорезистор устанавливается на деталь.

Ориентация датчика производится таким образом, чтобы его продольная ось совпадала с направлением измеряемых деформаций. Для удаления воздуха,

обеспечения хорошего контакта рекомендуется, придерживая датчик за выводную часть, аккуратно пригладить его резиновым валиком, при этом удаляются и излишки клея. После наклейки, в зависимости от способа отверждения клея, может применяться термообработка (например: для клеев БФ - 2, БФ - 4 температура полимеризации составляет 455—475°К). При необходимости после сушки наносится защитное покрытие клеем БФ - 2, затем датчики в течении двух часов выдерживаются на воздухе и подвергаются термообработке в сушильном шкафу при вышеуказанных температурах.

Контроль качества наклейки проводится внешним осмотром (не должно быть трещин, наплывов и инородных включений, в том числе и на защитном покрытии), затем мегомметром проверяется сопротивление изоляции, оно должно быть не менее 50-100 мОм и составляется паспорт на наклеенные тензорезисторы.

Схемы установки и соединения тензорезисторов

При определении схемы установки датчиков на исследуемой детали могут встретится два основных случая: когда оси главных напряжений у детали известны и когда их не удается определить заранее (статически неопределимые детали). В первом случае целесообразно рассмотреть три типа деталей: работающие на чистое растяжение и сжатие; работающие на изгиб и детали, работающие на кручение. На рис. 2, а показана схема установки и соединения тензорезисторов на детали, работающей на растяжение (сжатие); очевидно, что в данном случае измерительный мост имеет два активных датчика (2 и 3) и два компенсационных. Схема установки и соединения датчиков для измерения напряжений изгиба приведена на рис.2, б, здесь два датчика наклеены на растянутые волокна (1 и 2) и два - на сжатые, что позволяет иметь четырежды активный мост. На рис.2, в показаны схемы для измерения напряжения и деформаций кручения круглого вала, датчик располагается в данном случае под углом 45° к оси детали, причем все датчики являются активными. В случае, когда, как говорилось выше, оси главных напряжений у деталей неизвестны, их приходится определять экспериментально с помощью двух взаимно перпендикулярно наклеенных на деталь датчиков. Затем каждой датчик включается в свой измерительный мост, и при этом определяются напряжения l и 2, действующие в направлении осей этих датчиков. После определения этих напряжений они геометрически складываются и по направлению их результирующей находится одна из осей главных напряжений.