Схемы измерений изменения сопротивления тензорезисторов. — КиберПедия


Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

Схемы измерений изменения сопротивления тензорезисторов.



Изменение сопротивления тензорезисторов при незначительных деформациях конструкции составляет тысячные доли Ома. Сопротивления такого порядка можно измерить с высокой точностью лишь электрическими цепями мостового типа. Чаще всего для этой цели используют мост Уитстона. Он представляет собой 4 сопротивления, соединённых в виде замкнутой мостовой цепи. К одной из диагоналей подключён источник питания, в другую (измерительную) диагональ включён гальванометр. Мост считается сбалансированным, когда ток в диагонали АС равен 0, а это возможно, если при разветвлении тока в т. В падение напряжения на плече ВС равно падению напряжения на плече ВА, т.е. J1R1 = J2R3, и когда равны падения напряжения на сопротивлениях R2 и R4, т.е. J1R2 = J2R4. Разделив первое уравнение на второе, получим R1/R2 = R3/R4 или R1·R4 = R2·R3. Т.е. мост сбалансирован, когда произведения сопротивлений противоположных плеч равны.

 

Если R1 - тензорезистор на конструкции, и при деформировании её сопротивление R1 изменилось на DR1, то баланс может нарушится. Такой метод определения изменения сопротивления одного из плеч моста путём регистрации тока в измерительной диагонали (расчёты показывают, что изменение сопротивления R1 прямо пропорционально изменению тока в измерительной диагонали) называются методом непосредственного отчёта или методом отклонения.

 

Если в мостовую схему ввести дополнительную деталь - реохорд, то балансировку моста можно производить передвижением движка реохорда. Если рядом с реохордной проволокой поместить линейную шкалу, то определённой величине относительного изменения сопротивления R1 будет соответствовать определённое перемещение движка реохорда. Определение относительного изменения сопротивления плеча моста, при котором регистрации показаний всякий раз предшествует балансировка моста, называется нулевым методом.

Для исключения температурных погрешностей тензорезисторов используется термокомпенсация. R2 - тензорезистор, по всем параметрам идентичный R1 (активному), приклеивается к небольшому образцу из того же материала, что и конструкция, и помещается в одинаковые с ней температурные условия. В этом случае изменение температуры вызовет одинаковое изменение сопротивления активного (R1) и компенсационного (R2) тензорезисторов, а так как они включены в смежные плечи, баланс моста при этом не нарушится.

Испытание строительных конструкций требует постановки большого количества активных тензорезисторов. Поэтому к мосту поочерёдно присоединяют активные и соответствующие компенсационные (чаще всего один ) тензорезисторы.

Применение гальванометра в электротехнике затруднительно. Чтобы вместо него применить микроамперметр, напряжение в цепях необходимо усилить. Стабильный же усилитель постоянного тока является сложным и дорогим прибором. Поэтому современная тензорезистивная аппаратура питается переменным током. При этом схемы очень усложняются, но принцип работы (нулевой метод) остаётся прежним. Есть приборы с ручной балансировкой (следящим уравновешиванием - ИД-2; 62; ИСД-2; 3 и др.) и автоматической балансировкой (программным уравновешиванием) моста.

Усиленный по напряжению и мощности сигнал подаётся в несложных автоматических приборах (АИД-1М; 2М; 4) на исполнительный реверсивный (работающий в двух направлениях) электродвигатель, который связан с движком реохорда кинематически и перемещает его в направлении компенсации сигнала разбаланса. Автоматическая балансировка в 10 раз по сравнению с ручной сокращает время получения отсчёта. В более сложных приборах автоматический коммутатор способен поочерёдно подключить к мосту 99 активных и 9 компенсационных тензорезисторов.

Блок-схема прибора с программным уравновешиванием:

Вместо реохорда на приборе имеется блок шунтирующих резисторов Rш(1...n), каждый из которых может быть включен в мостовую цепь ( как добавка к R3) с помощью управляемых реле П(1...n).

Пусть мост сбалансирован, цепь моста замкнута через какое-то реле Пi и резистор Rшi; в приборе имеется реле блока индикации (цифротроны - неоновые индикаторные лампы, позволяющие снять отсчёт визуально), через которое отсчёт, соответствующий данному сопротивлению R1 ( и Rшi), поступил на цифротроны.

После деформации сопротивление R1 изменится на DR1, мост расбалансируется; усилитель (У) усилит возникающий сигнал, и нуль-орган (НО) перешлёт его в блок управления реле (УР), сразу отключив резистор Rшi; а блок УР выискивает из всех шунтирующих резисторов (шаговым способом) тот единственный, который позволит вновь уравновесить мост. Новому сопротивлению R1 ± DR1 (и Rш какому-то) будет соответствовать новый отсчёт на цифротронах (это долго описывается, а происходит практически мгновенно - в течении 0,05 с ).

По этому принципу работают цифровые тензометрические мосты - ИДЦ, ЦТМ-3; 5; 7, СИИТ. Блок коммутации - на 100 каналов. На цифротронах высвечивается номер канала и результат измерения. Время одного измерения - 0,05 с. Цифропечать - унифицированный ленточный перфоратор и бумажная лента. Возможна стыковка с компьютером. В этом случае информация будет не только цифровая, но и в виде графиков, и по каждому тензорезистору.






Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...





© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.01 с.