Bez nazwyY

112

Art_r R

= K

—-+a„-a, K ⁹

AT.

(10.23)

Przy odpowiednim doborze materiału rezystora dla danego podłoża wyrażenie w nawiasie może mieć wartość zerową, wówczas tensometr nie jest czuły na zmiany temperatury w czasie pomiarów. Taki tensometr nazywamy samoskompenso-wanym. Liczące się firmy produkujące tensometry mają w katalogach tensometry samoskompensowane do pracy na podłożu przynajmniej stalowym i aluminiowym. Gdy prowadzi się pomiary tensometrami samoskompensowanymi na właściwych dla nich podłożach, problem kompensacji temperaturowej zmiany ich rezystancji nie występuje. Gdy jednak nie ma tensometru samoskompensowanego dla danego podłoża, należy liczyć się, że zmiany temperatury w czasie pomiaru już o 10°C mogą wywoływać zmiany'rezystancji tensornetru porównywalne ze zmianą rezystancji wywołaną mierzonym odkształceniem. Z powyższego wynika, że należy dążyć do zachowania stałej temperatury konstrukcji podczas pomiarów tensome-trycznych. Jeśli to jest niemożliwe, należy zastosować kompensację temperatury.

Kompensacja temperatury podczas pracy w układzie ćwierćmostkowym polega na naklejeniu tensometrów czynnego i kompensacyjnego na takim samym podłożu (o takim samym współczynniku rozszerzalności liniowej), przy czym zmiany temperatury w miejscu naklejenia tensometru czynnego i kompensacyjnego powinny być identyczne, a w miejscu naklejenia tensometru kompensacyjnego nie powinny w czasie pomiaru występować zmiany odkształceń. Wówczas w tensometrze czynnym wystąpią zmiany rezystancji wywołane mierzonym odkształceniem Art| i zmianą temperatury Art|_r, w tensometrze kompensacyjnym - wywołane tylko zmianą temperatury AR_2r = Art|j-. Ponieważ dla układu ćwierćmostkowego jest rt, = R₂ i ARi = AR4 = 0, przeto na podstawie wzoru (10.17) otrzymujemy:

At/ _ \_( AR, +AR_it _ AR_u '

U ~ *{    *2 ,

I

4 R, ’

(10.24)

z czego wynika, że w takim układzie zmiany temperatury nie zakłócają sygnału pomiarowego - AU/U zależy wyłącznie od mierzonych odkształceń w miejscu naklejenia tensometru kompensacyjnego.

Przy podłączeniu tensometru o rezystancji /?, do mostka przewodami o rezystancji R_p maleje czułość układu, ponieważ zmiana rezystancji w całej gałęzi mostka

AJ?, = rt, Ke,    (10.25)

a sumaryczny opór tej gałęzi mostka wynosi rt| + rt_p. Jeśli zastąpimy mianownik wzoru (10.18) tym wyrażeniem, a licznik - prawą stroną wzoru (10.25), otrzymamy:

A U 1 R,

U ⁼ 4 /?,+*,

Ke.

(10.26)

Powyższy wzór od wzoru (10.19) różni się czynnikiem R\/(R\ + R_r), który można traktować jako poprawkę znoszącą błąd systematyczny związany z rezystancją przewodów. Nieuwzględnienie tej poprawki przy kilkumetrowych przewodach powoduje kilkuprocentowe zaniżenie mierzonych odkształceń.

Stosowanie przewodów o różnej długości (różnej rezystancji) w sąsiednich gałęziach mostka może być powodem niemożności wyzerowania mostka, ponie waż aparatura ma ograniczony zakres różnicy rezystancji gałęzi mostka, przy której mostek można wyzerować.

W przewodach przyłączeniowych o różnej długości poddanych tym samym

zmianom temperatury zachodzą różne zmiany rezystancji, również    w

przewodach o równej długości poddanych różnym zmianom temperatury zachodzą ^r różne zmiany rezystancji. Gdy te przewody są długie, może to istotnie zakłócać sygnał pomiarowy. Z powyższego wynika, że należy dążyć do stosowania krótkich przewodów, a w przypadku

konieczności użycia długich przewodów stosować układ przedstawiony na rysunkach 10.6a lub b.

Na rysunku 10.6a przedstawiono tensometry czynny i bierny umiejscowione koło siebie i połączone z aparaturą długimi przewodami o równej długości i biegnącymi koło siebie, a więc w tej samej temperaturze. Na rysunku 10.6b tensometr czynny znajduje się daleko od aparatury i tensometru kompensacyjnego, ale długość przewodu w obu gałęziach jest również jednakowa i na przeważającej długości przewody te biegną koło siebie.

Na rysunku 10.6a i b rezystancje dwóch gałęzi to tensometry czynny i bierny, dwie gałęzie mostka tworzą rezystory zabudowane w aparaturze. Na rysunku 10.6c przedstawiono układ, w którym aż trzy gałęzie mostka to rezystory znajdujące się

M\

b)

Ml

c)

Ml

M

Rys. 10.6 Sposoby podłączenia układu ćwierćmoslkowcgo.do aparatury pomiarowej