Результаты работы и их анализ
Введение
Цель работы:Исследование основных характеристик наклеиваемых тензометрических датчиков и измерительной установки на их основе для измерения механических усилий и деформаций.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка для измерения механических усилий и деформаций содержит:
1. Консольную балку, закрепленную на рабочем месте.
2. Два тензорезистора с одинаковыми номинальными сопротивлениями R=200 Ом, наклеенные на противоположенные грани балки и испытывающие равные деформации разного знака.
3. Набор гирь для создания деформирующих усилий.
4. Лабораторный макет.
5. Магазин сопротивлений.
![]() |
Рис 1.1-структурная схема лабораторного макета.
Параметры установки:
Где l- длина участка балки между точкой приложения нагрузки и точкой измерения;
b - ширина балки;
h – толщина балки;
E – модуль упругости материала балки.
Результаты работы и их анализ
2.1 Рассчитаем параметры первого тензодатчика:
Сопротивление ненагруженного моста R1=982,17 Ом
;
Rg – сопротивление тензодатчика, подключенного к клеммам
ДАТЧИК I .
Rg=200*981.93/1000=196,39 Ом
2.2Определение коэффициента тензочувствительности первого ДАТЧИКА при нагрузки Р=2кг и Р=4,2кг.
;
γl –относительная линейная деформация.
;
γR – относительное изменение сопротивления.
;
∆l – абсолютная линейная деформация поверхности балки в точке измерения.
;
K – коэффициент тензочувствительности.
Нагрузка Р, кг | 2,0 | 4,2 |
R1, Ом | 981,6 | 981,3 |
Rg, Ом | 196,32 | 196,26 |
![]() | 0,135 | 0,2835 |
![]() | -0,356 | -0,662 |
К | -2,63 | -2,34 |
2.3 Произведем тарировку измерительной установки по усилию и деформации:
P, кг | Хн | Хр | Хср | Δl, ·10-3 см |
0,5 | ||||
58,5 | 6,1 | |||
1,5 | 77,5 | 9,1 | ||
89,5 | 12,1 | |||
2,5 | 102,5 | 15,2 | ||
18,2 | ||||
3,5 | 131,5 | 21,3 | ||
4,2 | 25,51 |
Рис 2.3.1- график зависимости α=f(Р).
Рис 2.3.2- график зависимости α=f(∆l).
2.4 Определим чувствительность измерительной установки к усилию Sp и деформации Sl:
;
Sp- чувствительность установки к усилию.
;
Sl- чувствительность установки к деформации.
Р= 0 кг | Р= 4,2 кг |
∆α=38 | ∆α=33 |
∆Р=0,5 кг | ∆Р=0,5 кг |
SР=76 дел/кг | SР=66 дел/кг |
∆l=0,003 см | ∆l=0,00427 см |
Sl=12666,7 дел/кг | Sl=7728,3 дел/кг |
2.5 Рассчитаем параметры второго тензодатчика:
Сопротивление ненагруженного моста:
Ом
Ом
Нагрузка Р, кг | 2,0 | 4,2 |
R1, Ом | 980,9 | 981,3 |
Rg, Ом | 196,18 | 196,26 |
![]() | 0,135 | 0,283 |
![]() | 0,204 | 0,612 |
К | 1,51 | 2,16 |
2.6 Произведем тарировку измерительной установки по усилию и деформации:
P, кг | Хн | Хр | Хср | Δl, ·10-3 см |
4,5 | ||||
0,5 | ||||
6,1 | ||||
1,5 | 9,1 | |||
12,1 | ||||
2,5 | 65,5 | 15,2 | ||
18,2 | ||||
3,5 | 21.3 | |||
4,2 | 25,51 |
Рис 2.6.1- график зависимости α=f(Р).
Рис 2.6.2- график зависимости α=f(∆l).
2.7 Определим чувствительность измерительной установки к усилию Sp и деформации Sl:
Р= 0 кг | Р= 4,2 кг |
∆α=15 | ∆α=25 |
∆Р=0,5кг | ∆Р=0,5кг |
SР=30 дел/кг | SР=50 дел/кг |
∆l=0,003 см | ∆l=0,00427 см |
Sl=5000 дел/кг | Sl=5854,8 дел/кг |
2.8 Рассчитаем параметры дифференциального включения тензодатчиков:
Сопротивление ненагруженного моста Ом
Ом
Нагрузка Р, кг | 2,0 | 4,2 |
R1, Ом | 980,9 | 981,3 |
Rg, Ом | 196,18 | 196,26 |
![]() | 0,135 | 0,2835 |
![]() | 0,204 | 0,612 |
К | 1,51 | 2,16 |
2.9 Произведем тарировку измерительной установки по усилию и деформации:
P, кг | Хн | Хр | Хср | Δl, ·10-3 см |
0,5 | 30,5 | |||
41,2 | 6,1 | |||
1,5 | 55,5 | 9,1 | ||
66,5 | 12,1 | |||
2,5 | 15,2 | |||
18,2 | ||||
3,5 | 21.3 | |||
4,2 | 25,51 |
Рис 2.9.1- график зависимости α=f(Р).
Рис 2.9.2- график зависимости α=f(∆l).
2.10 Определим чувствительность измерительной установки к усилию Sp и деформации Sl:
Р= 0 кг | Р= 4,2 кг |
∆α=11 | ∆α=15 |
∆Р=0,5кг | ∆Р=0,5кг |
SР=22 дел/кг | SР=30 дел/кг |
∆l=0,003 см | ∆l=0,00427 см |
Sl=3666,67 дел/кг | Sl=2576,11 дел/кг |
Заключение:
В данной лабораторной работе мы определили коэффициенты тензочувствительности и чувствительности измерительной установки к усилию и деформации для двух датчиков по отдельности и их дифференциального включения.
Из результатов видно, что чувствительность установки значительно возрастает при дифференциальном включении датчиков.