Измерение напряжений, деформаций и нагрузок с помощью тензодатчиков и методы их тарировки, страница 3

Рисунок 2 – Схема установки и соединения тензорезисторов

 

Тарировка тензометрических схем

Как отмечалось ранее, тензорезисторы позволяют определять как поверхностные напряжения в деталях, так и действующие на детали внешние нагрузки.

Определение напряжений и деформаций деталей носит название «тензометрия», использование же тензодатчиков для определения внешних сил называется параметрическими измерениями и, в соответствии с вышесказанным, существует два вида тарировки тензорезисторов:

-  тензометрическая тарировка;

-  параметрическая тарировка.

Сущность тензометрической тарировки сводится к определению тензочувствительности датчиков, а также к установлению разброса их свойств в данной партии датчиков. Проводится тензометрическая тарировка с помощью балки равного сопротивления, изготовленной из того же материала, что и исследуемая деталь. Тарировке подвергаются 10% от общего числа датчиков в данной партии, при этом предполагается, что полученные результаты справедливы для всей партии. Наклеенные на балку датчики (рис.3) подключаются поочередно к одной и той же мостовой схеме, совместно с ней балансируются при отсутствии нагрузки, а затем балка нагружается грузом G. В таком случае все датчики подвергаются воздействию одного и того же напряжения, определяемого зависимостью:

где G - сила тяжести /вес/ груза;

L - длина балки;

W₀- момент сопротивления сечения балки у заделки.

При проведении тарировки меняется вес груза, следовательно, меняется и величина действующего напряжения.

По результатам замеров строится тарировочный график, образец которого приведен на рис.3.

                         

JРисунок 3 – Схема тарировочной балки равного сопротивления и тарировочный график, J – показания измерительного прибора; 1 - тензорезисторы

Для удобства обработки результатов исследований может быть определен тарировочный коэффициент К_Т, в случае явно выраженного линейного характера функции J = f(G), из формулы:

При параметрической тарировке теизорезисторы наклеиваются непосредственно на исследуемую деталь, и после соединения их в мост они подключаются по схеме, показанной на рис.4, где тензорезисторы R_x, наклеенные на деталь, составляют активную часть полумоста, вторая часть образована сопротивлениями R, находящимися в блоке измерений /тензоусилителе/. Балансировка моста в первом случае производится цепочкой R_б - R_n - R_б; переменное сопротивление R₂ позволяет изменять чувствительность всей схемы; цепочка ВК₂ - Rm называется масштабной и позволяет создавать калибрующий сигнал. Величина масштабного сопротивления подбирается так, чтобы цена масштаба составляла не менее 50% от номинала измеряемой нагрузки. При измерениях с использованием усилительной и регистрирующей аппаратуры используется схема соединений (Рис. 5).

 

Рисунок 5 – Схема соединений тензосхемы при параметрической тарировке

Рисунок 6 – Схема измерений с применением тензоусилительной и регистрирующей аппаратуры

 

Результаты тарировки обрабатываются аналогично вышеизложенным, замеры как и в первом, так и во втором случаях повторяются не менее пяти раз и в расчет берутся средние значения.

Список использованных источников информации:

 

1) Испытания автомобилей на эксплутационные качества: Метод. указания по лабораторным работам для студентов направлений подготовки дипломированных специалистов 653200 - «Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы» (спец. 150100), 653300- «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования» (спец. 150200) и 653400 – «Организация перевозок и управление на транспорте» (спец. 240400) всех форм обучения / Сост. С. Н. Городецкий, С.А.Катаев, А. С. Муромцев. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 31с.