Выходное напряжение схемы

V .= V ( - \

out [R, + R, + Rtrim Rl + RsJ

На практике такая схема называется тензометриче-ским мостом, поскольку она часто используется вместе с тензометрическими преобразователями. Как правило, в мостовую схему включаются один, два или даже четыре чувствительных элемента одного и того же преобразователя. На рис. 9.2, а показаны четыре тензометри-ческих элемента, объединенных в мостовую схему. Направленные вверх стрелки обозначают увеличение сопротивления резисторов, а направленные вниз - его уменьшение.

На рис. 9.2,6 приведена возможная механическая конструкция элементов, в которой линии чувствительности смещаются влево или вправо в зависимости от того, какое напряжение прикладывается к прибору. Обозначенные на рис. 9.2, а направления изменения сопротивления соответствуют движению изображенного на рис. 0.2,6 чувствительного элемента влево при приложении напряжения.

Температурная компенсация тензометров

При использовании тензометров-для измерения напряжения на поверхности, которая имеет разную температуру, возникает проблема учета разностного расширения. Если, скажем, температура возрастает, то на измеряемой поверхности появляются температурные расширения, отличающиеся от тех, которые возникают при нормальных условиях работы тензометра. Но, поскольку чувствительный элемент фиксирован на поверхности, прибор подвергается воздействию, обусловленному ее расширением, и у него изменяется сопротивление.

Чтобы устранить эту погрешность измерений, некоторые тензометры конструируются так, что изменения сопротивления вследствие дифференциального расширения балансируются за счет температурного изменения сопротивления резисторов (противоположный эффект). Это может быть достигнуто только за счет применения соответствующих материалов в процессе изготовления тензометров. Такая компенсация обычно предусматривается в приборах, спроектированных для работы на поверхностях одного из следующих материалов: нержавеющей стали, низкоуглеродистой стали и алюминия.

Температурная компенсация с помощью мостовых схем

Рассмотренная ранее погрешность измерений и соответствующая ей схема компенсации характерна для тензометров. Одной из проблем, связанных с температурой, при использовании любого измерительного преобразователя, включенного по основной мостовой схеме.

Трвупроводная связь

ЧетырехпроВодное соединение

!, Рис. 9.3. Способы компенсации температурных изменений в, тензо-1 метрической мостовой схеме

является учет длины проводников, соединяющих его с мостовой схемой. Сопротивление любого материала, включая и соединительные провода, зависит от температуры. Поэтому в зависимости от окружающей температуры может варьироваться выходное напряжение моста.

К счастью, компенсация такого рода температурных погрешностей чрезвычайно проста. На рис. 9.3, а показан один из возможных способов компенсации, в котором применяется трехпроводное подсоединение преобразо-

вателя к мостовой схеме. Три соединительных провода имеют одну и ту же длину и, следовательно, одно и то же сопротивление. Таким образом, любое изменение сопротивления плеча преобразователя в мостовой схеме компенсируется аналогичным изменением сопротивления другого плеча R2.

Второй способ температурной компенсации представлен на рис. 9.3, б. Здесь компенсационное плечо моста выполнено в виде проволочного контура, подсоединенного параллельно преобразователю. Изменение сопротивления вследствие температурных вариаций действует одинаково на оба плеча мостовой схемы.

В обоих рассмотренных методах температурной компенсации соединительные провода должны быть свиты в один жгут, чтобы обеспечивать одинаковое воздействие на них температурных вариаций по всей длине.

Установка тензометров

Тензометры отличаются от большинства других преобразователей способом их установки на поверхности, напряжение на которой следует измерить. Как правило, они закрепляются «намертво» на этой поверхности. Для этого обычно используется эпоксидный клей, с помощью которого крепится элемент или прибор в нужном месте. Приклеивать преобразователь нужно очень аккуратно, так как после установки его невозможно ни переместить, ни отсоединить.

При установке тензометров рекомендуется соблюдать следующую последовательность операций:

1) непосредственно перед установкой преобразователя поверхность очищается и обрабатывается шкуркой;

2) выбирается клей. Считается, что клей пригоден для использования с данной поверхностью и данным тензометром, если на него не влияют никакие внешние факторы - влажность, температура и т. п.

3) после аккуратного приклеивания (в соответствии с инструкцией изготовителя) тензометр фиксируется на поверхности с помощью металлической пластинки с лентой из наклеивающегося пластика или другого материала, располагаемой между пластинкой и тензометром. Затем для затвердевания клея прикладывается определенное давление к этой пластине в течение времени, указанного в рекомендациях изготовителя; . -