Градуировка проволочных тензорезисторов
Как уже указывалось выше, основной характеристикой любых тензопреобразователей является коэффициент тензочувствительности, значение которого определяют при градуировке датчиков. Для определения величины Для определения коэффициента тензочувствительности необходимо определить изменение сопротивления проволочного преобразователя и относительную деформацию поверхности специальной тарировочной консольной балочки (рис.3) в месте наклейки датчиков для одной и той же нагрузки. Относительную деформацию будем вычислять по прогибу конца балки. Известно, что
где
Таким образом:
С другой стороны, для консольной балки, нагруженной на конце, прогиб конца
где
Имея в виду равенство (5), выражение (6) можно переписать в следующем виде:
откуда
Эпюра распределения изгибающих моментов, а следовательно, напряжений и относительных деформаций, поскольку сечение балки по длине остается постоянным, будет иметь вид, изображенной на рис. 3. Для сечения А-А, где наклеен проволочный преобразователь,
Рис.3. Эпюра распределения напряжения в тарировочной консольной балке.
Рис. 4. Расположение тензодатчиков на балке
Для оценки цены деления измерительного прибора в единицах относительного изменения сопротивления датчика обычно шунтируют датчик сопротивлением
а изменение сопротивления
откуда
Если прибор покажет при этом изменение в отсчете по шкале на
Пусть теперь отсчет по прибору при нагружении балки изменился на
Коэффициент тензочувствительности находим как отношение
или, с учетом (8) и (9),
Методика проведения экспериментов и описание лабораторной установки В экспериментальную часть работы входит определение коэффициента тензочувствительности тензорезисторов, расположенных на специальной консольной балке (см. рис.4). В первом сечении балки наклеено 4 тензорезистора, а в остальных сечениях - по два тензорезистора. Блок-схема лабораторной установки дана на рис.5. Устройство коммутации позволяет исследовать различные схемы включения тензорезисторов с одним, двумя или четырьмя датчиками, включенными в мостовую схему. Эти варианты подключения датчиков показаны на рис.6. Эксперименты по определению механических напряжений при статическом нагружении проводятся на той же консольной балке при различных комбинациях включения датчиков.
Рис. 5. Блок-схема лабораторной установки
Порядок выполнения работы 1.Включить питание усилителя-преобразователя и цифрового вольтметра и прогреть в течение 10 мин. 2.Ознакомиться со схемой экспериментальной установки и составить таблицу используемых приборов. 3.Подключить два тензорезистора к усилителю (переключаешь П1 в положение 2, переключатель П2 в положение I, тумблер "калибровка" в положение "выкл.") и сбалансировать схему с помощью регулятора "баланс".
4.Зашунтировать один из тензорезисторов калибровочным сопротивлением 5.Определить цену деления вольтметра в единицах относительного изменения сопротивления тензорезистора:
где
6. Определить коэффициент тензочувствительности преобразователей, для чего: а) отключить калибровочное сопротивление (тумблер "калибровка" перевести в положение "выкл.") и при необходимости дополнительно сбалансировать схему; б) нагрузить консольную балку двумя грузами и зафиксировать в протоколе работы величину прогиба в) рассчитать величину коэффициента тензочувствительности по формуле
где
(значения величин 7. Определить величину погрешности экспериментальной установки {градуировочная балка - коммутационное устройство – усилитель - вольтметр) по данным десяти опытов по определению величины коэффициента тензочувствительности. Величину относительной среднеквадратической погрешности рассчитывать по результатам показаний вольтметра при десятикратных нагружениях.
Рис. 6. Варианты подключения тензорезисторов
8.Определить погрешность величины 9.Определить величину коэффициента тензочувствительности для проволочных преобразователей в сечениях 2,3,4 и 5 градуировочной балки, по методике пункта 6. Подключение тензорезисторов к измерительной схеме производится с помощью коммутационного устройства согласно данным таблицы1.
Таблица I
10.Опыты по определению 11.Подключить один тензорезистор, наклеенный в сечении 1 балки, через коммутационное устройство к усилителю (переключатель П1 в положение - I, П2 в положение I, тумблер "калибровка" в положение "выкл. ") и сбалансировать схему. 12.Нагружая балку последовательно одним, двумя, тремя и четырьмя грузами, зафиксировать в протоколе работы показания вольтметра. 13.Подключить два тензорезистора, наклеенные в сечении 1 балки, через коммутационное устройство к усилителю (переключатель П1 в положение 2, переключатель П2 в положение I, тумблер "калибровка", в положение "выкл.") и сбалансировать схему, 14.Повторить пункт 12 порядка работы. 15.Подключить четыре тензорезистора, наклеенные в сечении 1 балки, через коммутационное устройство к усилителю (переключатель П1 в положении 3, переключатель П2 в положении 2, тумблер "калибровка" в положении "выкл.") и сбалансировать схему отдельным регулировочным резистором. 16.Повторить пункт 12 порядка работы. 17.По данным, полученным в пунктах 12,14 и 16 порядка работы, рассчитать величину механического напряжения
где
а
б Рис. 7. Расположение тензорезисторов на балке: а - схема выводов тензорезисторов; б - схема расположения тензорезисторов в первом сечении консольной балки.
18.По данным пункта 17 построить график 19.Подключая к усилителю последовательно тензорезисторы, расположенные в сечениях 2,3,4 и 5 консольной балки, определить по аналогичной методике величины механических напряжений в этих сечениях при различных нагрузках 20.Построить графики
Содержание отчета В отчет по работе должны быть включены следующие вопросы: 1. Краткое описание используемой аппаратуры. 2. Использованные в работе принципиальные схемы включения тен-зодатчиков. 3. Таблицы, результаты замеров и расчетов, графики. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 21
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|