Bez nazwyV

106

106

Rys. 10 3. Schemat budowy tcnso-melnj strunowego

Tensometry strunowe mogą być wyposażone na stale w elektryczne wzbudniki drgań, które jednocześnie odgrywają rolę czujników drgań Ze względu na to, że informacja o stanie napięcia struny jest zawarta w częstotliwości sygnału, a nie w jego amplitudzie, sygnał ten jest odporny na różnego typu zakłócenia, nie jest wrażliwy na zmiany napięcia zasilania i może być przesyłany na duże odległości. Czujniki te nadają się świetnie do długookresowego monitorowania stanu odkształcenia dużych inżynierskich konstrukcji pracujących w trudnych warunkach (zapory, fundament, mosty itp.).

Zasada pracy tensometrów pneumatycznych polega na zmianie wypływu sprężonego powietrza w zależności od szerokości szczeliny między dyszą wypływową i powierzchnią oporową ruchomej części tensometru, przemieszczającej się w wyniku zmiany długości bazy tensometru. Zmiana wypływu powietrza powoduje zmianę ciśnienia w komorze pomiarowej, które jest mierzone różnego typu czujnikami ciśnienia.

10.3. Tensometry elektryczne

10.3.1. Podział tensometrów elektrycznych

W grupie tensometrów elektrycznych wyróżnić można następujące zasadnicze typy:

—    rezystancyjne,

—    indukcyjne,

—    pojemnościowe,

—    piezoelektryczne,

—    elektrodynamiczne.

Najczęściej są stosowane tensometry rezystancyjne. Wykorzystuje się tu zmianę rezystancji przewodnika w wyniku jego odkształceń. Ze względu na ich znaczenie i odmienną budowę zostaną one omówione w następnym punkcie.

Drugą pod względem rozpowszechnienia grupą tensometrów elektrycznych są tensometry indukcyjne. Mają one budowę podobną do tensometrów mechanicznych, to znaczy: dwa ostrza wyznaczają bazę tensometru, odkształcenia bazy powodują obrót (ewentualnie równoległe przemieszczenie) organu ruchomego. Różnica polega na tym, że położenia organu ruchomego nie odczytuje się ze skali, lecz w zależności od typu tensometru mierzy się zmianę indukcyjności, spowodowaną zmianą położenia zwory i rdzenia cewki lub zmianą położenia rdzenia w cewce. Czujniki indukcyjne są zbudowane najczęściej z dwu cewek połączonych w układ półmostka Wheatstone’a.

Zaletą tensometrów indukcyjnych jest między innymi to, że pomiary wykonuje się za pomocą szeroko rozpowszechnionej aparatury pomiarowej stosowanej w tensometrii rezystancyjnej. Drugą zaletę stanowi fakt, że w wyniku stosunkowo małych zmian konstrukcyjnych można zbudować czujniki współpracujące z tą samą aparaturą, a przeznaczone do pomiaru przemieszczeń zarówno rzędu mikrometrów, jak i metrów. Czujniki indukcyjne o małym zakresie pomiarowym przeznaczone do pomiaru odkształceń nazywamy przeważnie tensometrami indukcyjnymi, natomiast o większych zakresach - indukcyjnymi przetwornikami przemieszczenia (drogi).

Możliwość rejestracji sygnału pomiarowego umożliwia prowadzenie za pomocą tych tensometrów pomiarów odkształceń zmiennych, jednak stosunkowo duże masy elementów ruchomych silnie ograniczają maksymalną częstotliwość zmian mierzonych odkształceń.

Tensometry pojemnościowe, piezoelektryczne i elektrodynamiczne mogą być budowane na podobnej zasadzie, jak powyżej opisane, z tym, że tutaj element pomiarowy stanowi kondensator, kryształ wykazujący własności piezoelektryczne, czy uzwojenie, w którym w wyniku ruchu magnesu indukuje się siła elektrodynamiczna. Głównym przeznaczeniem tych czujników są pomiary dynamiczne, co zmusza do zastosowania bardziej zwartej budowy. Najczęściej są one wykorzystywane nie do pomiaru odkształceń powierzchni, ale do pomiarów przemieszczeń prostopadłych do powierzchni - w pomiarach amplitudy, prędkości i przyspieszenia drgających konstrukcji.

10.3.2. Tensometry rezystancyjne

Budowę tensometru rezystancyjnego przedstawiono na rysunku 10.4e. Tenso-metr rezystancyjny jest zbudowany z przewodnika 1 lub półprzewodnika przyklejonego specjalnym klejem 2 do podkładki nośnej 3, wykonanej z papieru, celuloidu,

Rys 10.4 Tensometry rezystancyjne a) wężykowy, b) kratowy, c) foliowy, d) półprzewodnikowy, e) przekrój wzdluZny tensometru foliowego