Тензометрия. устройство тензометрического моста

Деформации измеряются тензометрами, тензорезисто- рами, компараторами (деформации сжатия и растяжения) и сдвигомерами (деформации сдвига).

Механические тензометры — это приборы, в которых использован принцип неравноплечего рычага для увеличения небольших деформаций верхнего слоя испытываемого элемента до видимых невооруженным глазом перемещений конца стрелки. В практике применяют тензометры Гугенбергера (рис. 1.5). Основными частями тензометра Гугенбергера являются рычажная система и шкала. На испытываемую конструкцию 1 опираются неподвижная призма 2 и подвижная призма 9, жестко соединенная с рычагом 7. Горизонтальное коромысло 5 передает перемещения стрелке 6, прикреплённой к неподвижному рычагу 3 на шарнире 4.

При деформации А поверхностного волокна испытываемой конструкции на базе I призма 9 и прикрепленный к ней рычаг 7 перемещаются относительно шарнира 4, вследствие чего стрелка 6 показывает приращение длины базы:

^{= Д1} (Ш) • (5/л) ^{= Ап} ' ^т’

где Ап — разность отсчетов на шкале; (Ыф • (8/г) — увеличение прибора, равное 1000; т — цена деления шкалы — 0,001 мм.

База тензометра может изменяться в пределах 20—250 мм с помощью специального удлинителя, входящего в комплект прибора. На шкале прибора расположено зеркало, служащее для достижения постоянного положения глаза наблюдателя при различных отсчетах. При взятии отсчета изображение стрелки в зеркале совмещается со стрелкой; при этом взгляд наблюдателя постоянно перпендикулярен шкале прибора, что уменьшает ошибку при взятии отсчета. Прибор прост в обращении, не требует специальной подготовки персонала для работы с ним

Несколько более точен электромеханический тензометр, представляющий собой упругий стальной элемент 11, прикрепленный к испытываемой конструкции закладными деталями 12 и деформируемый совместно с нейНаиболее точные данные о деформациях можно получить с помощью электрических тензометров, которые позволяют измерять деформации с помощью электрических параметров (омическое сопротивление, емкость, индуктивность и др.). В основанных на этом принципе электроизмерительных приборах различают две основные части:

тензометр, который деформируется совместно с исследуемым элементом конструкции и преобразует деформацию в изменяемый электрический параметр; г регистрирующая установка, которая регистрирует изменение электрического параметра, причем шкала установки отградуирована в единицах деформаций.

Известны несколько видов тензометров: омического сопротивления, емкостные, индуктивные, пьезоэлектрические, ферромагнитные и др. Применение ряда тензометров требует очень сложной аппаратуры и электрических измерительных цепей. Наиболее широко используются тензометры омического сопротивления, называемые тензорезисторами.

Измерение деформаций производится приборами, построенными по мостовой схеме. Во внешние плечи моста включены активные тензорезисторы с сопротивлением непосредственно воспринимающие деформации конструкции, и компенсационный тензорезистор с сопротивлением А?_к, помещаемый в одинаковые с активными тензорезисторами условия в непосредственной близости от них, но не подверженный деформациям. Во внутренние плечи моста включены тензорезисторы с сопротивлениями и /?₂. Мост будет сбалансирован (то есть ток в его измерительной диагонали будет равен нулю), если будет соблюдаться условие

#а • #1 = ' Я₂.

При использовании мостовой схемы применяют два метода измерений (рис. 1.7):

метод отклонений, при котором изменение сопротивления рабочего (активного) тензорезистора определяется по силе тока, возникшего в измерительной диагонали первоначально сбалансированного моста после его разбаланси- ровки при испытаниях;

нулевой метод, когда относительные изменения сопротивления А Я определяют балансировкой моста с помощью включенного в цепь реохорда.

Второй метод является более совершенным и чаще применяется для испытаний. В настоящее время регистрирующие приборы балансируют мост автоматически (табл. 1.2).