MG!59

który przyjęto zapisywać w postaci

gdzie

(3.4)

AR . -R

ep

(3.5)

Wielkość A: nazywa się współczynnikiem czułości tensometru lub krótko _ stałą tensometru.

Zależność rezystancji właściwej drutu od odkształcenia nie jest dokładnie znana. P. W. Bridgman [11] podaje dla drutów rozciąganych zależność

P

A£ = (1 -2v)Ce,

gdzie:

C — współczynnik zależny od rodzaju materiału i sposobu jego obróbki. Po wstawieniu powyższej zależności do (3.5) otrzymuje się k = (1 -2v)C 11 +2v,

z czego wynika, że współczynnik czułości tensometru w zakresie odkształceń sprężystych jest wartością stałą, a w związku z tym istnieje liniowa zależność między AR/R i e.

Wartość współczynnika k jest podawana przez producenta, który przeznacza z każdej wyprodukowanej serii kilka tensometrów do wyznaczania tej stałej. Zawiera się ona w granicach od 1,6 do 2,4 dla tensometrów drutowych i osiąga wartość 300 dla tensometrów półprzewodnikowych. Należy zaznaczyć, że wyznaczona empirycznie wartość stałej k uwzględnia dodatkowo wpływy: efektu brzegowego, kształtu siatki oporowej, podkładki izolacyjną itp.

Rezystancja tensometru w istotny sposób zależy od temperatury i powodują to dwa czynniki:

a)    odkształcenie drutu oporowego na skutek różnicy cieplnych współczynników rozszerzalności liniowej: siatki oporowej a_T i badanego przedmiotu a_p,

b)    termiczna zmiana rezystancji scharakteryzowana współczynnikiem temperaturowej rezystywności a_p.

Względny przyrost rezystancji spowodowany wzrostem temperatury o AT wyniesie więc [11]

(3.6)

Stosując odpowiednie układy pomiarowe można jednak wyeliminować _wpjyw temperatury na wyniki pomiarów odkształceń.

3.2.2. Układy pomiarowe

f Mierzone odkształcenia są z reguły bardzo małe, co pociąga za sobą rów-

oież niewielkie zmiany rezystancji. W związku z tym, tensometryczne układy pomiarowe muszą być wyposażone w bardzo czułe przyrządy wskaźnikowe lub w liniowo działające wzraac-

niacze sygnału. Schemat blokowy takiego układu przedstawiono na rys. 3.6.

O

Układ pomiarowy składa się _z mostka pomiarowego (/), zasila-

-f-

>

-F-

cza prądu stałego lub zmiennego (3), wzmacniacza sygnału (2) oraz przyrządu wskaźnikowego (4) lub

rejestratora (5) w postaci oscyloskopu, oscylografu albo pisaka. W skład mostka pomiarowego wchodzą najczęściej dwa tensometry i dwa rezystory wzorl cowe lub cztery tensometry. Z reguły rezystory wzorcowe mostka, zasilacz! wzmacniacz i przyrząd pomiarowy tworzą jedną obudowaną całość i urządzę-; nie takie jest nazywane potocznie mostkiem tensometrycznym.

Rezystancyjny mostek pomiarowy

Najczęściej stosuje się mostek pomiarowy Wheatstone’a. Schemat układu pokazano na rys. 3.7. Mostek składa się z czterech gałęzi utworzonych przez rezystancje /?,, tt_l% i R_Ą oraz źródła zasilania Z i przyrządu pomiarowego G. Jedna, dwie lub cztery rezystancje mogą być w postaci tensometrów. Mostek jest w równowadze, jeśli między punktami A i B nie ma różnicy poten-

A

oraz

stąd

Ry*. 3.7

cjałów. Oznaczając przez i_x i i₂ prądy płynące odpowiednio w górnej i dolnej gałęzi otrzymuje się warunek równowagi mostka

Jeżeli nie jest spełniony powyższy warunek, to między punktami A i B (rys. 3.7) istnieje różni-

79