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

;

R_g – сопротивление тензодатчика, подключенного к клеммам

ДАТЧИК I.

 

R_g=200*981.93/1000=196,39 Ом

 

2.2 Определение коэффициента тензочувствительности первого ДАТЧИКА при нагрузки Р=2кг и Р=4,2кг.

;

γ_l –относительная линейная деформация.

;

γ_R – 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
, ·10-3	0,135	0,2835
, ·10-3	-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:

 

;

S_p- чувствительность установки к усилию.

;

S_l- 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
, 10-3	0,135	0,283
, 10-3	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
, ·10-3	0,135	0,2835
, ·10-3	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.