Краткие теоретические сведения. Цель работы: освоение практических навыков по выбору типа датчиков, способам наклейки, монтажа, термообработке и контролю качества измерительных схем с
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3
МОНТАЖ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
НА ИССЛЕДУЕМЫЕ ОБЪЕКТЫ
Цель работы: освоение практических навыков по выбору типа датчиков, способам наклейки, монтажа, термообработке и контролю качества измерительных схем с тензорезисторными преобразователями.
Краткие теоретические сведения
Метод электротензометрии широко применяется для исследования напряжено–деформированного состояния конструкций, а также для измерений силовых и кинематических параметров машин.
Наиболее часто при этом используются тензодатчики электрического сопротивления – тензорезисторы, принцип действия которых основан на использовании эффекта изменения омического сопротивления датчика при изменении геометрических размеров его чувствительного элемента. Изменение омического сопротивления тензорезистора соответствует деформации в точке поверхности детали, на которую тензодатчик наклеен.
Тензорезисторы обладают рядом преимуществ по сравнению с другими аналогичными по назначению измерительными преобразователями, это: высокая чувствительность преобразования; большой частотный диапазон измерений, малые габариты и вес, возможность дистанционного многоканального измерения.
По типу используемого материала чувствительной решетки тензорезисторы делятся на две группы: проводниковые и полупроводниковые. Проводниковые тензорезисторы в свою очередь подразделяются на проволочные и фольговые.
По форме чувствительной решетки тензорезисторы различают на одиночные, розеточные и мембранные.
Характерный вид одиночного, проводникового тензорезисторного преобразователя показан на рис.3.1.
Чувствительная решетка тензорезистора выполнена в виде уложенной в виде спирали проволоки или фольги, изготовленную из материала с высоким удельным сопротивлением типа: константан, элинвар, адванс, нихром.
Основа датчика чаще всего изготавливается из полимеризующихся клеев или пленок, возможно использование бумаги или металла.
Подложка датчика, которой тензорезистор крепится к поверхности исследуемого объекта, изготавливается из бумаги, полимерных материалов или металла.
Электроды изготавливаются из медной проволоки или фольги и крепятся к выводам чувствительной решетки посредством припайки или приварки.
1 – чувствительная решетка; 2 – основа; 3 – подложка; 4.– исследуемая деталь; 5 – защитный элемент; 6 – узел пайки (сварки); 7 – выводные электроды.
Рисунок 3.1. Схема тензорезисторного преобразователя
Технические условия (ГОСТ 21616–76) предусматривают систему обозначений, включающую краткое описание технических характеристик тензорезисторов, например: КФ4П1–10–200–АГ–12 – тензорезистор константановый, фольговый, прямоугольная розетка, база – 10 мм, Rном = 200 Ом; качество группы А, клей горячего отверждения, ТКС материала а = 12–10–6 1 /0С.
Процесс подготовки тензорезисторов к исследованиям включает последовательное выполнение следующих основных операций:
1. Выбор и проверка исправности тензорезисторов с целью отбраковки и подбора групп датчиков с допустимым разбросом номинального сопротивления;
2. Подготовка поверхности детали с целью обеспечения требований технологии наклейки;
3. Выбор клея, составление клеевой композиции и наклейка тензорезисторов на деталь;
4. Монтаж тензорезисторов, включающий крепление соединительных проводов и их припайку к выводным электродам;
5. Термообработка наклеенных тензорезисторов с целью обеспечения условий полимеризации клеевого соединения;
6. Контроль исправности тензорезисторов и качества выполнения технологических операций;
7. Герметизация и защита тензорезисторов с целью предохранения их от механических повреждений и попадания влаги в процессе исследований.
Схема установки тензорезистора на тарировочную балку приведена на рис. 3.2.
Последовательность операций при установке датчик предполагает следующий комплекс действий.
4 2 3 1
1 – тензорезистор; 2 – изолирующая прокладка; 3 – места спайки (сварки); 4 – соединительные провода; 8 – металлические скобки; 6 – тарировочная балка.
Рисунок 3.2. Схема установки тензорезистора на тарировочную балку