Датчики деформации

На рисунке показан простой тензометрический датчик вместе с мостовой схемой и усилителем, используемый для преобразования изменения его сопротивления в выходной сигнал. Когда измерительный датчик растягивается, его сопротивление увеличивается, а когда сжимается уменьшается. Второй контрольный тензометрический датчик устанавливается не для измерения, а для компенсации температурных изменений. Большинство тензодатчиков состоит из тонкой пленки, которая наносится на эластичную полоску (обычно бумагу). Она, в свою очередь, размещается в зоне, где предполагается производить измерения.

Рис. Тензометрические датчики в мостовой схеме

Чувствительность тензометрического датчика определяется его «тензофактором»:

К = (ДR/R)Е,
где К — тензофактор, R — первоначальное сопротивление, ДR — изменение сопротивления, Е — напряжение деформации (относительное изменении длины ДL/L).

Рио. Тензометрический датчик давления, мост и усилитель

Большинство тензометрических датчиков имеет сопротивление порядка 100 Ом и тензофактор около 2.

Датчики деформации часто используются для косвенного измерения давления в коллекторе двигателя. На рисунке показано размещение четырех тензометрических датчиков на диафрагме, образующей часть барокамеры для измерения давления. Когда в камере происходит изменение давления, датчики обнаруживают деформацию. Выходной сигнал этой схемы формирует дифференциальный усилитель, который должен иметь очень высокое входное сопротивление, чтобы не влиять на баланс моста. Фактический размер датчика может быть порядка нескольких миллиметров в поперечнике. Температурные изменения показаний скомпенсированы, поскольку все четыре датчика будут подвержены влиянию температуры одинаковым образом, и в результате баланс мостовой схемы останется независимым от температуры.