История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Топ:
Когда производится ограждение поезда, остановившегося на перегоне: Во всех случаях немедленно должно быть ограждено место препятствия для движения поездов на смежном пути двухпутного...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Дисциплины:
2017-09-27 | 245 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Принцип действия. Традиционными датчиками механических напряжений являются устройства, основанные на свойстве проводников и полупроводников менять свое противление при деформациях сжатия и растяжения. Эти приборы называются тензорезисторами (от лат. tensus — напряженный плюс резистор).
Явление изменения сопротивления материала под действием сил сжатия и растяжения было открыто, еще в1856 г. английским лордом Кельвиным. Как известно, сопротивление проводника R пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади поперечного сечения S:
где - коэффициент пропорциональности.
Таким образом, если проводник под действием сил растягивается, его длина становится больше, а площадь поперечного сечения уменьшается. Это приводит к росту его сопротивления. Когда проводник сжимается, картина обратная. Длина проводника уменьшается, а его диаметр становится больше. Сопротивление проводника снижается. Открытие Кельвина нё имело практического применения до 1930 г когда Карлсон предложил первый проволочный тензометр. Он стал использоваться на практике с 1931 года.
В настоящее время для измерения линейных деформаций в упругой зоне применяются проволочные, фольговые и другие тензорезисторы. Они измеряют статические и динамические деформации с частотами изменения до десятков килогерц.
Главной характеристикой датчика напряжений является коэффициент тензочувствительности:
Здесь — изменение сопротивления R проводника при изменении его длины L на величину . Коэффициент F определяется свойствами материала, из которого изготовлен датчик. На величину F влияют температура и другие факторы. Например, чувствительность тензорезистора зависит от проходящего по нему тока. Чем больше ток, тем выше чувствительность прибора.
Однако использовать можно лишь ток ограниченной величины, так как с его увеличением растет нагрев тензодатчика. При превышении определенной температуры показания прибора становятся нестабильными. Для обеспечения высокой точности тензорезисторных измерений требуются специальные меры: экранирование, стабилизация режимов, корректировка и компенсация погрешностей.
Снижение уровня погрешностей в датчиках напряжений выполняется конструктивно либо аналитически. При увеличении длины L проводника чувствительность тензодатчика улучшается. Поэтому он изготавливается в виде гребенки (рис. 2). Гребенчатая структура тензорезистора (металлической проволоки или фольги) максимизирует его длину, подверженную натяжению в продольном направлении. Поперечное сечение датчика минимизируют, чтобы уменьшить эффект перерезывающего напряжения. Гребенка устанавливается на специальной основе и защищается кожухом. Основа прикрепляется к конструкции (палубе, стрингеру и др.), напряжение которой измеряется.
Рис. 2. Проволочный датчик напряжений
Для типичных датчиков механических напряжений , а сопротивление равно 120, 350 или 1000 Ом. Такие тензоизмерители имеют разрешающую способность порядка 1-микрострэйна. На практике напряжения металлических конструкций редко превышают несколько миллистрейнов. Поэтому требуется измерять очень малые изменения сопротивления. Например, если напряжение испытуемого образца 500 , то при F=2 и R=120 Ом, изменение сопротивления составляет только 0,12 Ом.
Датчики напряжений палубы. На судах для измерения деформаций палубы, при общем продольном изгибе применяются электрические датчики напряжений с длинной (LBSG - long base strain gauge) и короткой (SBSG - short base strain gauge) основой. Они показаны на рисунках 3, 4. Длина LBSG может быть от 150 до 240 см, а SBSG — от 8 до 13 см. Характеристики датчиков приведены в таблице.
Рис. 3. LBSG
Рис. 4. SBSG
Тензометры, устанавливаемые на палубе, должны быть защищены от заливания. На рис. 5 представлен пример закрепления LBSG на судне. Слева показан защитный кожух.
Рис. 5. Пример закрепления LBSG на палубе балкера
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!