Принцип действия тензорезистора и схема работы.
Основа работы тензорезистора -измерение деформации. Внешняя сила прилагается к упругому элементу и создает механическое напряжение, в результате чего возникает деформация материала. Если упругий элемент(тело) деформируют в виде растяжения, до длина материала L увеличивается на значение ∆L и становится равной L + ∆L. Отношение ΔL к L, т е. ΔL/L, называется деформацией. При сжатии (сжимающей силы), длина L уменьшается на ΔL и становится равна L-ΔL. Деформация здесь = (-ΔL/L).
Что такое тензорезистор?
Тензорезистор — резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его деформации.
Электрическое сопротивление материала(металла) меняется пропорционально механической деформации, вызванной внешней силой, воздействующий на чувствительный элемент (металл). При приклеивании чувствительного элемента(металлической плёнки или фольги) к объекту измерения (измерительному телу) через тонкий слой диэлектрика(фенол или бумага и.т.д) Чувствительный элемент тензорезистора деформируется вместе с деформации тела измерения. При деформации тензорезистора происходит изменение электрического сопротивления. R(электрическое сопротивление, ОМ) растёт при растяжении и уменьшается при сжатии . Тензорезистор - это чувствительный элемент, который преобразует собственную механическую деформацию в изменение электрического сопротивления.
Эту закономерность можно описать следующей формулой:
Сопротивление R = ρ l/S где:
R — сопротивление [Ом]
l — длина проводника [м]
S — площадь поперечного сечения [мм^2]
ρ — удельное сопротивление [Ом*мм^2/м].
Единица измерения сопротивления — Ом
Строение(конструкция) тензорезистора
Тензорезистор состоит из из тонкой проволоки (или фольги) с высокой точностью выложенной в виде решётки на специальную подложку. Подложка тензорезистора должна быть изоляционной. Тензорезистор также имеет выводы. Выводы могут быть "голыми", с припоем, или с нарощенными контактными проводами. Почти всегда фольговую решётку тензорезистора покрывают защитной плёнкой
Принцип работы тензорезистора
При деформации объекта измерения, деформация передается чувствительному элементу(резистивной фольге или проволке) тензорезистора через изоляционную подложку . Вместе с механической деформацией фольги или плёнки, её электрическое сопротивление изменяется пропорционально и уравнением :
Если R=R1=R2=R3=R4, сопротивление чувствительного элемента (фольгового или проволочного )из-за деформации изменяется и становится равным R+ΔR. Изменение выходного напряжения Δe из-за деформации задано уравнением:
При измерении деформации (изменения сопротивления) тензорезистором, его подключают к измерительному устройству, называемому тензометром.
Тензометр содержит мост Уинстона и подаёт напряжение возбуждения.
Измеренная деформация посредством изменения электрического сопротивления(Ом) тензорезистора выводится в виде аналогового сигнала.
Тензорезистор содержит мост Уитстона и обеспечивает напряжение возбуждения. Измеренное значение деформации отображается на цифровом дисплее и/или выводится в виде аналогового сигнала.
Классификация (типы) тензорезисторов
По материалу решётки (чувствительного элемента):
- фольговые – решетка выполнена из тонкого слоя металла (фольги);
- проволочные – решетка выполнена из тонкой проволоки;
- полупроводниковые – выполнен из пластины монокристалла полупроводника.
По типу решётки:
Чувствительный элемент фольговых тензорезисторов называют чувствительной решеткой. В зависимости от количества решеток, их расположения, соединения и базы тензорезистора выделяют следующие:
1. Одноэлементный (линейный, одиночный, четвертьмостовой, буквенные обозначения AA, AB) – тензорезистор, состоящий из одной решетки для измерения деформации, направленной в одном направлении (растяжение/сжатие);
2. Полумостовый(буквенные обозначения HA, BB, FB, GB) – тензорезистор, состоящий из двух решеток, соединенных или не соединенных друг с другом, расположенных на единой подложке, так что они образуют половину измерительного моста;
3. Полномостовый, полный мост (буквенные обозначения EB, FG) – тензорезистор, состоящий из четырех решеток, соединенных друг с другом, так что они образуют полный измерительный мост;
4. Mембранный (буквенные обозначения KA, KB) – подвид полномостового тензорезистора, состоящий из четырех решеток расположенных на одной подложке специальным образом, предназанченным для измерения радиальных и кольцевых деформаций;
5. Многоэлементный (розетка, тензорозетка, буквенные обозначения BA, CA, CE, BC, CB, CC, CD) – тензорезистор, состоящий из нескольких решеток, расположенных на одной подложке, для измерения деформации в двух или трех направлениях;
6. Цепочки тензорезисторов – тензорезистор, состоящий из нескольких решеток, близко расположенных на единой подложке, для измерения распределения деформаций по длине тензорезистора.
Система обозначений характеристик тензорезисторов Sierra и Zemic
Как купить тензорезистор?
Sierra.market предлагает купить тензометрические резисторы отличного качества производства Китая и России. В ассортименте присутствуют тензорезисторы Zemic и Sierra. Цена доступны на сайте. Мы поможем проконсультировать с характеристиками и схемами монтажа. Предлагаем специальные условия для производителей и оптовых покупателей. Отгружаем до транспортной компании СДЕК и Деловые линии. Мы стараемсся поддерживать широкую линейку доступного ассортимента тензометрических резисторов. Но при больших партиях от 1000 шт возможно производство по индивидуальным чертежам. Дополнительным преимущество – возможность заказать тензорезисторы онлайн.
Обозначение тензорезистора на схеме УГО (условно-графическое обозначение)
