Изучение основных измерительных приборов групп прогибомеров, тензометров, сдвигомеров и клинометров, страница 5

Рис. 19. Проволочный тензометр сопротивления с остроконечными местами перегиба

Для уменьшения влияния поперечной деформации на показания датчика он иногда изготавливается следующим способом.

На цилиндрический стержень 1 (рис., 19 а), покрытый слоем рисовой бумаги 2, наматывается проволока 3. После приклейки проволоки и просушки бумага с наклеенной на нее проволокой снимается со стержня и сплющивается (рис.19 , б) с предварительной промазкой клеем внутренних поверхностей бумаги. К концам проволоки, как и в обычном датчике, привариваются пли припаиваются выводные медные полоски. После этого датчик с двух сторон заклеивается тонкой рисовой бумажкой 5. Изготовленный таким способом датчик имеет остроконечные зигзаги и не реагирует на поперечные деформации.

Основной характеристикой датчика является его чувствительность , равная отношению относительного изменения омического сопротивления датчика к величине относительной деформации самого датчика, т.е. Для испытания статической нагрузкой применяются датчики с меньшей чувствительностью, сделанные из константановой проволоки, а при испытании конструкций под действием динамической нагрузки — с большей чувствительностью, изготовленные из нихромовой проволоки.

Датчики из константановой проволоки работают до некоторой деформации и за пределом упругости без большого изменения своих данных, что дает возможность вести наблюдения и в начале пластических деформаций.

Изготовленный проволочный датчик наклеивается на зачищенную поверхность исследуемого элемента конструкции. Нагрузка на конструкцию вызовет деформацию исследуемого элемента; такую же деформацию получит наклеенный на его поверхность датчик. В поперечном сечении проволоки датчика возникнет нормальное напряжение за счет сцепления боковой поверхности проволоки с клеем, удерживающим проволоку в напряженном состоянии.

Рис. 20. Схема и техническое оформление мостика Уитсона

Прочное сцепление проволоки с клеем предохраняет ее от продольного изгиба при сжимающих напряжениях и от образования шейки при растягивающих напряжениях за пределом упругости.

Измерение деформации датчика производится с помощью мостика Уитстона (рис.20), который состоит из четырех плеч: АВ, ВС, CD и DА, имеющих сопротивления. По диагонали АС присоединена батарея 1, а по диагонали BD — высокочувствительный точный гальванометр 2.

В техническом оформлении схема мостика Уитстона изображена на рис.20. На исследуемом элементе наклеен активный датчик 1, который создает сопротивление ra в первом плече мостика; во втором плече мостика сопротивление R_K создается компенсационным датчиком 2 одинакового омического сопротивления с активным датчиком. Компенсационный датчик наклеивается на какой-либо недеформируемый элемент конструкции или на какой-нибудь кусок из такого же материала, находящийся в одинаковых температурных условиях с активным датчиком.

Назначение компенсационного датчика 2 — уравновешивать сопротивления, возникающие в активном и компенсационном датчиках при равномерном изменении температуры во время эксперимента.

Сопротивления третьего и четвертого плеч R1 и R2 осуществляются реостатами.

Для измерения изменений омических сопротивлений при статических испытаниях пользуются «нулевым методом».

При деформации исследуемого элемента конструкции активный датчик изменит свое омическое сопротивление и мостик Уитстона будет разбалансирован, а стрелка гальванометра сойдет с нулевого деления.

Подбором новых сопротивлений в третьем и четвертом плечах можно опять сбалансировать мостик и привести стрелку гальванометра на нулевое деление шкалы.

Изменение сопротивлений в третьем и четвертом плечах мостика достигается реохордом, имеющим в третьем и четвертом плечах реостаты с постепенным изменением сопротивлений R1' и R2 и, кроме того, в третьем плече — добавочный ступенчатый реостат R1'' из десяти секций, каждая из которых по своему сопротивлению равна половине сопротивления основного реостата.