ТЕНЗОДАТЧИК

ТЕНЗОДАТЧИК измерительный
преобразователь деформации твёрдого тела, вызываемой механич. напряжениями,
в сигнал (обычно электрический), предназначенный для послед, передачи,
преобразования и регистрации. Наибольшее распространение получили Т. сопротивления,
выполненные на базе т е н з орезисторов (ТР), действие к-рых осн.
на их свойстве изменять под влиянием деформации (растяжения или сжатия)
своё
адектрич. сопротивление (см, Тензорезистивный эффект). Конструктивно
ТР представляет собой либо решётку (рис. 1), изготовленную
из проволоки или фольги (из константана, нихрома, различных сплавов на
основе Ni, Mo, Pt), либо пластинку из полупроводника, напр. Si.
TP
механически жёстко соединяют (напр., приклеивают, приваривают) с
упругим элементом Т. (рис. 2) либо крепят непосредственно на исследуемой
детали. Упругий элемент воспринимает изменения исследуемого параметра x
(давления,
деформации узла машины, ускорения и т. п.) и преобразует их в деформацию
решётки (пластинки) e(x), что приводит к изменению сопротивления
ТР на величину

где Ro - начальное сопротивление
ТР, k - коэфф. тензочувствительности (для проволочных Т. k=<2-2,5,
для полупроводниковых k200). Т. сопротивления обычно работают в области
упругих деформаций - при es 10³.

Рис. 1. Решётки тензодатчиков; проволочные
- петлевая (а), витковая (6) и с перемычками (в); фольговые - для
измерения одной компоненты деформации (г), трёх компонент ((3) и кольцевых
деформаций (е); 1 - проволока; 2 - выводы решётки; 3 - перемычки;
S - база датчика.

Рис. 2. Схема тензорезисторного датчика:
1 - решётки; 2 - упругий элемент; R-
тензорезисторы; x -измеряемый параметр.

Рис. 3. Схема включения
двух тензорезисторов в мостовую цепь:

и

-сопротивления тензорезисторов


и

- изменения сопротивлений тензорезисторов
в зависимости от изменения деформации е и от температуры 6]; RR- сопротивления обычных резисторов; iток в диагонали моста; U - источник питания (постоянного тока);
У - усилитель; Р - устройство, регистрирующее результат измерения.

Величина AR зависит не только
от Е, но и от темп-ры упругого элемента: AR(O) = а - ДO • Ro,
где ДO - изменение темп-ры упругого элемента, а -температурный коэфф. относит,
изменения сопротивления ТР: для проволочных и фольговых ТР а = (2-7)Х X
10³К. Для уменьшения погрешности требуется автоматич. введение
поправок на темп-ру либо термокомпенсация. Наиболее распространён метод
"схемной" термокомпенсации с использованием мостовых цепей. На
рис. 3 показан пример включения в мостовую цепь двух идентичных ТР, воспринимающих
деформацию упругого элемента; при этом

имеют разные знаки, тогда как

- один и тот же знак. Ток в диагонали
моста (выходной сигнал Т.) при условии

определяется выражением iМ (R. • R-
RR),
где М - коэффициент пропорциональности, R'R'-сопротивления тензорезисторов, равные

с двумя ТР позволяет повысить чувствительность
Т. в 2 раза, а с четырьмя -в 4 раза по сравнению с мостовой цепью с одним
ТР и обеспечивает полную термокомпенсацию.

Лит.: Туричин А. М.,
Электрические измерения неэлектрическпх величин, 4 изд., М.- Л., 1966;
Г лагов с кий Б. А., Пивен И. Д., Электротензометры сопротивления, 2 изд.,
Л., 1972. А. В. Кочеров.