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, R_ном = 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