Измерения с помощью датчиков, преобразователей, сенсоров
    Преобразователи, датчики, сенсоры - Информационный портал  © 2011 - 2017                          Использование материалов сайта возможно при размещении активной ссылки 
удлинение тензометра
схема тензометра
Главная >> Тензорезисторы, тензодатчики. Основы работы >>  Измерение механических напряжений вибрирующей струной. Тензометр
русский / english
  НОВОСТИ, РЕКЛАМА 
датчики, сенсоры, измерительные преобразователи
Измерение механических напряжений вибрирующей струной. Тензометр

   Описан принцип работы тензометра с вибрирующей струной. Основные формулы, схематическая конструкция тензометра, характеристики.
   Этот метод измерения механических напряжений (деформаций, удлинений) использует в качестве чувствительного элемента стальную струну, натянутую между двумя зажимами, закрепленными в конструкции, деформации которой изучаются. Изменение механического натяжения струны приводит к изменению ν частоты ее колебаний, а измерение Δν позволяет определить деформации. Одним из достоинств рассматриваемого метода является большой срок службы датчика (преобразователя, тензометра), надежность, слабая подверженность влиянию сторонних внешних воздействий (влажность, радиация и др.). Эти преимущества обеспечиваются прочностью струны и конструкции тензометра. В этом методе носителем информации есть частота  выходного сигнала, что создает дополнительные преимущества в плане устойчивости против помех в виде шумов, наводок, влияний линий передачи. Кроме того такой сигнал легко преобразовывается в цифровую форму.

   Основная частота ν механических колебаний струны тензометра, натянутой между двумя точками на расстоянии l и подверженной действию силы F, выражается формулой

      ν = (1/2l) F/Sρ

где S -площадь поперечного сечения струны, ρ- ее плотность.
Под воздействием механического напряжения F/S струна тензометра испытывает удлинение Δl. Анализируя напряженно деформированное состояние струны можно получить выражение для относительного удлинения (относительной деформации) через изменение частоты:

   E - модуль Юнга. Зная ν0 (начальная частота) и измеряя ν1 (частота после деформирования конструкции), можно, таким образом, определить деформацию конструкции.

    Рис.1. Тензометр с вибрирующей струной

   На рис.1 показан тензометр (схема) с вибрирующей струной. Стальная струна колеблется с частотой ν перед сигнальной катушкой, вызывая периодические  колебания  магнитного сопротивления ее магнитного контура, что порождает электрический сигнал той же частоты ν. Этот сигнал усиливается и передается на катушку возбуждения, которая поддерживает вибрацию. Частота ν может измеряться с помощью частотомера. Характеристики такого типа тензометров можно найти в литературе. Например, тензометр производство фирмы "Телемак", имеет следующие характеристики: максимальная частота ~1200 Гц, минимальная частота ~400 Гц, диапазон измерений 4000мкм/м, разрешение 1 мкм/м, точность от 1 до 2% диапазона измерений.

   Описанный тип измерителя удлинений (тензометра) применяется  для контроля механических деформаций и напряжений в строительстве (плотины, мосты, туннели и т. п.), в весоизмерении и др.

Датчики, преобразователи. Sensors, transducers
Loading...