Тема: составление, сборка и анализ компенсационных и схем подключения термо и тензорезисторов.

Цель работы: составить, собрать и проанализировать компенсационные схемы подключения термо и тензорезисторов.

 

Общие положения:

В тензометрительной технике используются две схемы включения датчиков: потенциометрическая и мостовая.

При использовании потенциометрической схемы регистрируется лишь переменная составляющая измеряемой деформации.

Наиболее распространенной схемой включения тензодатчиков является мостовая схема, причем в зависимости от назначения аппаратуры используются схемы балансного моста и небалансного моста.

В таблице 1 приведены различные схемы подключения тензодатчиков, исключающих влияние различных факторов на измерения, например, влияние температуры.

Таблица 1 – схемы подключения тензодатчиков

Наименование	Пример	Схема	Выход
Один активный тензорезистор, двухпроводная схема подключения. Применима при малых изменениях температуры. Без термокомпенсации.. Изгиб также влияет на измерения.
1 активный тензорезистор 2-х проводная схема включения Число тензорезисторов: 1			e0 = (E /4)·Ks· ε0 Ks – K-фактор ε0 – деформация E – питание моста e0 – выходное напряжение Rg – сопротивление тензорезистора R – постоянное сопротивление
Один активный тензорезистор, трехпроводная схема подключения. Без термокомпенсации. Температурная погрешность кабеля исключена. Изгиб влияет на измерения.
1 активный тензорезистор 3-х проводная схема включения Число тензорезисторов: 1			e0 = (E /4)·Ks· ε0
Два активных тензорезистора, трехпроводная схема включения. Без термокомпенсации. Деформация изгиба исключена. Температурная погрешность кабеля исключена.
Двойная. 1 активный тензорезистор 3-х проводная схема включения (для исключения деформации изгиба) Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /4)·Ks· ε0Rg1.. деформация – ε1 Rg2.. деформация – ε2 ε0 = (ε1+ε2)/2 R – постоянное сопротивление R = Rg1 + Rg2
Два тензорезистора: активный и компенсационный. Термокомпенсирована. Температурная погрешность кабеля исключена.
2 активных тензорезистора (активный + компенсационный) Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /4)·Ks· ε0 Ks – K-фактор ε0 – деформация E – питание моста e0 – выходное напряжение Rg1..деформация – ε1 R – постоянное сопротивление Rg2..деформация – 0
Два активных тензорезистора (ортогональное расположение). Термокомпенсирована. Температурная погрешность кабеля исключена.
Ортогональная 2 активных тензорезистора Число тензорезисторов: 2			e0 = ((1+ ν) E /4)·Ks· ε0ν – коэффициент Пуассона Rg1 Rg2 – сопротивление транзисторов Rg1.. деформация – ε0Rg2.. деформация – νε0 R – постоянное сопротивление
Два активных тензорезистора. Термокомпенсирована. Температурная погрешность кабеля исключена. Деформация сжатия/растяжение исключена.
2 активных тензорезистора (для деформации изгиба) Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /2)·Ks· ε0Rg1.. деформация – ε0 Rg2.. деформация – -ε0 R – постоянное сопротивление
Два активных тензорезистора. Оппозитная схема. Без термокомпенсации. Деформация изгаба исключена подключением в противоположных направлениях.
Оппозитная. 2 активных тензорезистора 2-х проводная схема включения Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /2)·Ks· ε0Rg1.. деформация – ε0 Rg2.. деформация – ε0 R – постоянное сопротивление
Два активных тензорезистора. Оппозитная схема. Без термокомпенсации. Температурная погрешность кабеля исключена. Деформация изгиба исключена.
Оппозитная. 2 активных тензорезистора 3-х проводная схема включения Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /2)·Ks· ε0Rg1.. деформация – ε0 Rg2.. деформация – ε0 R – постоянное сопротивление
Четыре активных тензорезистора. Применима для измерений деформации изгиба. Термокомпенсирована. Температурная погрешность кабеля исключена. Деформация сжатия/растяжения исключена.
4 активных тензорезистора (для измерений деформации изгиба) Число тензорезисторов: 4			e0 = E ·Ks· ε0Rg1, Rg3 – деформация изгиба – ε0Rg2, Rg4 – деформация изгиба – - ε0
Четыре активных тензорезистора. Термокомпенсирована. Температурная погрешность кабеля исключена.
Ортогональная 4 активных тензорезистора Число тензорезисторов: 4			e0 = ((1+ ν) E /2)·Ks· ε0ν - коэффициент Пуассона Rg1, Rg3 – деформация изгиба – ε0 Rg2, Rg4 – деформация изгиба – - ε0
Четыре активных тензорезистора. Термокомпенсация. Температурная погрешность кабеля исключена. Деформация изгиба исключена.
Активные + компенсационные Схема 4/4 Число тензорезисторов: 4			e0 = (E /2)·Ks· ε0Rg1, Rg3 – деформация изгиба – ε0Rg2, Rg4 – деформация изгиба – 0
Два активных тензорезистора. Применима для измерения деформации изгиба. Термокомпенсация. Температурная погрешность кабеля исключена.
2 активных тензорезистора (для измерений изгибающих деформаций) Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /2)·Ks· ε0Rg1.. деформация – ε0 Rg2.. деформация – - ε0 R – постоянное сопротивление
Четыре активных тензорезистора. Применима для измерения деформации изгиба. Термокомпенсация. Температурная погрешность кабеля исключена.
4 активных тензорезистора (для измерений изгибающих деформаций) Схема 4/4 Число тензорезисторов: 4			e0 = E ·Ks· ε0Rg1, Rg3 – деформация изгиба – ε0Rg2, Rg4 – деформация изгиба – - ε0
Четыре активных тензорезистора. Применима для измерения общей деформации. Без термокомпенсации.
4 активных тензорезистора (для измерения суммарной деформации) Число тензорезисторов: 4			e0 = (E /2)·Ks· ε0ε0 = (ε1+ε2 + ε3+ε4)/2 R – постоянное сопротивление R = Rg1 = Rg2 = Rg3 = Rg4

 

Порядок работы:

1. Ознакомиться с руководством по выполнению практической работы,

получить задание у преподавателя.

2. Изучить материалы методических указаний и литературы.

3. Подготовить отчет.

Отчет по работе должен содержать:

1. Тему и цель работы.

2. Выполненное задание.

 

 

Рекомендуемая литература:

Основная литература:

1. Афонин, А. М. Теоретические основы разработки и моделирования систем автоматизации: Учебное пособие для сред. проф. образования / А.М. Афонин, Ю.Н. Царегородцев, А.М. Петрова и др. - М.: Форум: ИНФРА-М, 2014. - 192 с.

2. Иванов, А.А. Автоматизация технологических процессов и производств: Учебное пособие для высш. учеб. заведений.- 2-e изд., испр. и доп. - М.: Форум: ИНФРА-М, 2015. - 224 с.

Дополнительная литература:

1. Шишмарев В.Ю. Автоматика: Учебник для сред. проф. образования.- М.: Автоматика, 2005.- 288 с.

Практическая работа №9

Тема: Составление, сборка и анализ мостовых схем подключения термо и тензорезисторов.

Цель работы: составить, собрать и проанализировать мостовые схемы подключения термо и тензорезисторов.

 

Общие положения:

Теоретический материал таблица 1 (практ.раб.8)

 

Порядок работы:

1. Ознакомиться с руководством по выполнению практической работы,

получить задание у преподавателя.

2. Изучить материалы методических указаний и литературы.

3. Подготовить отчет.

Отчет по работе должен содержать:

1. Тему и цель работы.

2. Выполненное задание

Рекомендуемая литература:

Основная литература:

1. Афонин, А. М. Теоретические основы разработки и моделирования систем автоматизации: Учебное пособие для сред. проф. образования / А.М. Афонин, Ю.Н. Царегородцев, А.М. Петрова и др. - М.: Форум: ИНФРА-М, 2014. - 192 с.

2. Иванов, А.А. Автоматизация технологических процессов и производств: Учебное пособие для высш. учеб. заведений.- 2-e изд., испр. и доп. - М.: Форум: ИНФРА-М, 2015. - 224 с.

Дополнительная литература:

1. Шишмарев В.Ю. Автоматика: Учебник для сред. проф. образования.- М.: Автоматика, 2005.- 288 с.

Практическая работа №10