125711

Jarosław FILIPIAK

BADANIA STANU ODKSZTAŁCENIA ZA POMOCĄ METODY TENSOMETRII

REZYSTANCYJNEJ

Metoda tensometrii rezystancynej jest stosow/ana do pomiaru odkształceń zarówno obiektów badanych w warunkach laboratoryjnych jak i urządzeń czy też maszyi pracujących w naturalnym dla nich środowisku i poddanych obciążeniom eksploatacyjnym. Technika tensometrii rezystancyjnej jest wykorzystywana również do wytwarzania różnego typu przetworników'do pomiaru: siły momentu zginającego, momentu skracającego, kąta ugięcia, kąta obrotu, ciśnienia, przemieszczenia, przyśpieszenia, temperatury itp.

Pomiar odkształceń w metodzie tensometrii rezystancyjnej oparty jest na wykorzystaniu zjawiska zmiany rezystancji pizewodnika, wskutek jego wydłużenia lub skrócenia. Odpowiednio ukształtowany przewodnik elektryczny w postaci siatki tensometru rezystancyjnego łączy się trwale poprzez przyklejenie z wybranym miejscem badanego obiektu. Pod v/pływem obciążeń badany obiekt odkształca się v/raz z tensometrem, co wywołuje zmianę wymiarów/ tensometru i ściśle z tym związaną zmianę jego rezystancji. Między rezystancją R, jej zmianą AR i odkształceniem ? (wydłużeniem lub skróceniem) cienkiego drutu zachodzi następująca zależność:

AR

R gdiic k jest współczynnikiem czułości odkształceniowej tensometru lub też krótko - stałą

Icnsomclru.

Zależność pomiędzy zmianą rezystancji AR przewodnika i jego odkształceniem g; wyrażona w postaci (1) jest podstawowym rów/naniem tensometrii rezystancyjnej. Wielkość AR/R, nazywana także sygnałem elektrycznym, jcsl przetwarzana w aparaturze pomiarowej na sygnał napięciowy. Sygnał ten jest proporcjonalny do w/artości odkształcenia g; jakiego doznaje tcnsomclr. Wartość współczynnika proporcjonalności k dla stopów metali używanych do wytwarzania tensometrów można uważać z bardzo małym błędem za stałą w granicach sprężystości (4-). Wartości stałej k dla różnych materiałów, z których wykonywane są siatki pomiarowe współczesnych tensometrów przedstawiono w tabeli 1.

BUDOWA TENSOMETRU REZYSTANCYJNEGO

Cbecrue w praktyce pomiarowej największe zastosowanie mają tensometry foliowa.

Foliowy tensometr rezystancyjny składa się z następujących elementów (rys. 1):

-    siatki pomiarowej (IX która w celu zwiększenia długości czynnej przewodnika ukształtowana jest w postaci wężykowatej. Siatka pomiarowa wykonana jest z odpowiedniego stopu (tabela 1). Grubość siatki pomiarowej wynosi ok. 5pm i jcsl nanoszona metodą fotochemiczną na pDdkładkę nośną.

-    podkładki nośnej (2) wykonanej z tworzywa sztucznego. Jej grubo# wynosi 30-40pm. Obecnie najczęściej stosowane materiały na podkładki to: żywica epoksydowo- Fenolowa, żywica epoksydowo-fenolowa zbrojona włóknem szklanym i poliamid. Tensometry na podkładce z żywicy epoksydow/o-fenolowej stosowane są w pomiarach odkształceń nic przekraczających 5 % i w temperaturze do 200 °C. Tensometry na podkładce z żywicy epoksydowo-fenolowej zbrojonej włóknem szklanym stosowane są w pomiarach odkształceń do 2% i w zakresie temperatur od -270 °C do 290 °C a krótkotrwale nawet do 400 °C. Tensometry na podkładce poliamidowej stosowane są do pomiarów dużych odkształceń rzędu 20% w przedziale temperatur od -197 °C do 175 °C [6].