Заказ работы

Заказать
Каталог тем
Каталог бесплатных ресурсов

Исследование тензорезистивного преобразователя

Министерство образования и науки Украины

  Севастопольский  национальный технический  университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕНЗОРЕЗИСТИВНОГО  
                    ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

 

 

Методические  указания  к выполнению

практических и лабораторных работ

по дисциплине

    «Сенсорные и электронные элементы мехатронных систем»

для студентов специальностей:

7.092501-«Автоматизированное управление    
                                 технологическими  процессами»                                                           

                7.092502-«Компьютерно-интегрированные   
                                                         технологические процессы и производство»

                                      дневной и заочной форм обучения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Севастополь

        2006


 

УДК 621.396.6.038.6

 

Исследование тензорезистивного преобразователя: Методические указания к выполнению лабораторных работ / Сост.: Ю. К. Сопин. - Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2006 - 8  с.

 

 

Целью методических указаний является оказание помощи  студентам в изучении принципа действия сенсорных устройств мехатронных систем.

 

 

 

 

 

 

 

 

Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Автоматизация технологических процессов и производств» «__» ____ 2006 г., протокол № __

 

 

 

 

 

 

Допущено учебно-методическим центром СевНТУ в качестве методических указаний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рецензент:

                        Копп В.Я., доктор техн.  наук, профессор, заведующий кафедрой

    «Автоматизированные приборные системы»

 

Исследование тензорезистивного преобразователя

 

Цель исследования.   Изучение принципа действия тензорезистора и его исследование при механическом напряжении (сжатии и растяжении).

Краткие теоретические сведения

Тензорезистор (ТР)  – это резистор, электрическое сопротивление которого изменяется при механической деформации. В основе принципа действия тензорезистора лежит тензоэффектизменение электрического сопротивления проводника (или полупроводника) под действием механической силы  (Рисунок 1).

Тензорезисторы выполняются по технологиям направления (Рисунок 2).

 

 

 

 

 

 

 

     Рисунок 1– Тензорезистивный                                 Рисунок 2 – Конструкция тензорезистора

                              чувствительный              

                                    элемент

 

Электрическое сопротивление  проводника постоянному току определяются интегралом .

При постоянной геометрии тензорезистора   . Здесь ,  – соответственно удельное электрическое сопротивление материала проводника, его длина и площадь поперечного сечения, электрический ток и напряжение  в измерительной цепи преобразователя.

Относительное изменение сопротивления  определяется выражением

,

где относительное удлинение;   относительное изменение площади поперечного сечения;  относительное изменение удельного электрического сопротивления материала тензорезистора.

Характеристическим параметром тензорезистора является коэффициент относительной тензочувствительности , где  коэффициент Пуассона. У некоторых металлов удельное электрическое сопротивление  не зависит от  деформации: . В этом случае коэффициент . Для металлов ; .

Уравнение преобразования тензорезистивного чувствительного элемента имеет вид

,

где механическое напряжение в деформируемом тензорезисторе;  модуль упругости его материала.

Примечание. Если тензорезистор находится в состоянии механического растяжения в направлении к линии сопротивления, его электрическое сопротивления возрастает, а в случае механического сжатия – понижается.

Экспериментальная установка

         Для исследования тензорезисторов используется консольная балка равного сечения – упругая пластина 1 с двумя противолежащими тензорезисторами 2 (Рисунок 3 а). Данная механическая система применяется для измерения силы . Задание внешней силы  производится с помощью груза 4 в виде гирек 2 с калиброванным весом . Груз 4 прикреплен к пластине 1, на противоположных сторонах которой приклеены тензорезисторы  2, 3 (Рисунок 3 б). Для получения тензорезистивного эффекта необходимо подвесить груз 2 к упругой пластине 1, либо нажатием руки надавить на пластину с силой (Рисунок 3, в, г, д).

Измерение информационного параметра тензорезистора  осуществляется с помощью измерительного стенда, который включает четырёхполюсную мостовую схему (мост Уитстона), измерительный усилитель и цифровой мультиметр (Рисунок 4, 5, 6).

В одно из плеч измерительного моста включается тензорезистор R1, а в остальные его плечи включены постоянные резисторы R2, R3, R4. К диагонали1–2 мостовой схемы подключен источник питания (ИП) с постоянным напряжением , а к диагонали 3–4 –измерительный усилитель (ИУ). Выходной сигнал ИУ измеряется вольтметром (В), входящим в состав цифрового мультиметра (Рисунок 5).

         При отсутствии механической деформации (ненагруженное состояние тензорезистора) осуществляется баланс моста: напряжение . Измерительный мост балансируется при условии: (при высоком входном сопротивлении ИУ в диагонали 3-4 моста Уитстона формируется режим холостого хода).

Под действием механической силы  упругая пластина прогибается (Рисунок 3 б).

П

Размер файла: 477 Кбайт
Тип файла: doc (Mime Type: application/msword)

Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров