skanuj0093

Ćwiczenie 16

Wyznaczanie naprężeń za pomocą tensometru oporowego

I, Wprowadzenie

I nisometr oporowy jest elementem służącym do wyznaczania wydłużeń w.■|'.li,:ilnych A/// występujących w elementach konstrukcji. Zmiany oporu elek-liy /iicgo tensometru pozwalają na obliczenie wydłużenia względnego A///, U i m- jest proporcjonalne do naprężenia a w odkształconym materiale:

(1)

l’,.l/,ie A’jest modułem Younga.

Najczęściej spotykaną postacią tensometru

11.(mm) wklejony między dwa cienkie paski "—

IMpimi (rys.l). Opór elektryczny tensometru

wynosi zazwyczaj około 100 Q. Tensometrna- Rys.l. Tensometr oporowy KI < • l ■ 11 >> y klejem acetonowym na oszlifowaną i

(H /yi/czoną powierzchnię badanego elementu i suszymy około doby. Poddajmy następnie materiał deformacji, np. rozciąganiu w kierunku włókien ten-■łm net ru: druciki ulegają wydłużeniu, ich opór elektryczny się zmienia. Ze wzo-n

i ijiiacowal B.Zajączkowski na podstawie skryptu J.Halaunbrenner, M.Kmiecik: ('wiczenia laboratoryjne z fizyki.

na opór drutu widać, że na zmianę oporu tensometru składają się: zmiana długości drutu oporowego /, zmiana pola przekroju S i zmiana oporu właściwego odkształconego drucika. Doświadczenie mówi, że stosunek:

= *    (3)

R l    ^w

jest dla danego tensometru wielkością stałą, zależną od materiału tensometru. Dla większości metali k >0; tak np. dla konstantu k = 1,8, dla platyny - 4,12, dla niklu - 12. W celu znalezienia stałej k należy tensometr wywzorcować, nalepiając go na płaskowniku, poddając działaniu siły rozciągającej i mierząc równocześnie Al/l i AR/R. Opór tensometru R i stałą k podaje zazwyczaj wytwórnia.

2. Metoda pomiaru

Dla znalezienia wydłużenia względnego Al/1 należy wyznaczyć AR/R. Do pomiaru oporu stosujemy obwód elektryczny zwany mostkiem Wheatstone’a. Zasada działania mostka Wheatstone’a została dokładnie omówiona w ćw.12.

W jedną gałąź mostka włączamy tensometr „czynny” Ri, w drugą, jako opór znany, taki sam tensometr, przyklejony takim samym klejem, na takim samym podłożu, tzw. tensometr kompensacyjny R2. Postępowanie to ma na celu:

Rys.2. Schemat mostka Wheatstone’a z tenso-metrami jako oporami R\ i R₂

a) wyeliminowanie wpływu temperatury na opór tensometru, wpływu na ogół silniejszego niż wpływ naprężeń mechanicznych.

Jeżeli przez galwanometr prąd nie płynie, to ten sam prąd płynie przez oba tensometry i podnosi jednakowo ich temperaturę;

b) wyeliminowanie zmiany opom tensometru, spowodowanej skurczem kleju.

Pozostałe opory: i?3 i Rą -