p> де - тепловий опір;- Площа поверхні тепловіддачі матеріалу резистора;- Коефіцієнт тепловіддачі;- Питома теплова навантаження, Р - задана потужність тензорезистора.
Відведення теплоти від тензорезистора до досліджуваної деталі через шар клею і підкладку значно перевищує тепловіддачу в навколишнє повітря. Тому можна вважати, що практично все тепло відводиться в досліджувану деталь, а за площу приймають для плівкових і фольгових тензорезисторів поверхню резистора, звернену до досліджуваної деталі, а для дротяних - половину циліндричної поверхні дроту чутливого елемента.
Питома потужність використовуваних в даний час дротяних, фольгових і напівпровідникових тензорезисторів незалежно від розсіюваною в них потужності і повної поверхні, займаної чутливим елементом, зазвичай коливається в незначних межах: Руд=26 ... 28 кВт/м.
Допустиме значення вимірювального струму через тензорезистор може бути визначене зі співвідношення
Для дротяних тензорезисторів з базою l, кількістю проводів в решітці чутливого елемента n та діаметром дроту d, виготовлених з матеріалу з питомим опором?:
Звідси допустиме значення вимірювального струму:
.
Особливістю приклеюються тензорезистивних перетворювачів є та обставина, що вони являють собою перетворювачі разової дії, тобто не можуть бути переклеєні з об'єкта на об'єкт. Тому функція перетворення робочого тензорезистора не може бути визначена, а для її оцінки визначають функцію перетворення аналогічно, так званого градуювального, перетворювача з тієї ж партії. Природно, що такий спосіб оцінки характеристик робочих тензопреобразователь застосуємо лише в тому випадку, коли властивості препросвітників всієї партії абсолютно ідентичні, а залишкові деформації, що викликаються затвердінням клею при приклейці робітників і градуювальних перетворювачів, так само однакові. Досвід показує, що похибка від неидентичности при ретельній приклейці тензорезисторів і хорошій якості клею зазвичай не перевищує 1,5%.
Слід зазначити, що для приклеювання тензорезисторів до досліджуваної деталі застосовуються спеціальні клеї, для роботи в нормальних температурних умовах - ацетатно-целулоїдні і бакеліто-фенольні (БФ) клеї, для роботи при високих температурах (до 600 ... 800 ° С ) - кремнійорганічні цементи (наприклад, Б - 56, ВН - 12) та спеціальні цементи на основі рідкого скла або полісілоксанов.
тензочуттєві готових тензопреобразователь практично не піддається точному розрахунку, так як вона може істотно відрізнятися від тензочувствительности вихідного матеріалу. Крім впливу технологічних факторів на відтворюваність тензорезистивних властивостей матеріалу істотний вплив на значення коефіцієнта тензочувствительности перетворювача надають зігнутості в місцях заокруглення дроту, особливо в петльових перетворювачах. У цих місцях утворюються ділянки, які не сприймають деформацію в напрямку осі бази. Зменшення чутливості, викликане цим фактором, тим більше, чим менше вимірювальна база (в двошарових перетворювачах зі зменшеною базою чутливість може зменшитися на 20 ... 30%). Істотний вплив на результуючу чутливість надає поперечний тензо-ефект, обумовлений наявністю ділянок дроту, перпендикулярних осі бази перетворювача і сприймають поперечну деформацію. Цього недоліку практично повністю позбавлені фольгові і плівкові перетворювачі, у яких перетин провідного шару в місці вигину може бути значно збільшено [6].
2 Розрахункова частина
Запропоновано структурну схему каналу вимірювання відносної деформації (малюнок 4), на якій
Е - джерело постійної напруги;
R1; R2; R3; R4 - опору тензорезистора;
R1; R2; R3; R4 - опору підсилювача;
U вих - напруга на виході тензорезистора;
Знаки «+» і «-» в схемі - це верхній і нижній вхід підсилювача (инвертирующий і неінвертуючий).
Малюнок 4 - Структурна схема каналу вимірювання відносної деформації
Функція перетворення тензорезистора має вигляд:
,
де - опір тензорезистора в результаті його деформації, - опір тензорезистора у відсутності деформації, - тензочутливість тензорезистора.
) Розкриємо дужки
(1)
) Знайдемо функцію перетворення:
(2)
Нехай
При, отримаємо:
(3)
(4)
) За умови, що, спрощуємо функцію перетворення. За умови, що, (де), функцію перетворення можна спростити.
Приймемо до уваги, що
Введемо позначення для чутливості моста
Тоді функція перетворення прийме наступний вигляд:
(5)
) Знайдемо значення методичної похибки
(6)
) Якщо ланцюжок перетворення має вигляд:
то структурна функціональна ...
