Большая Советская энциклопедия - тензодатчик

Измерительный преобразователь деформации твёрдого тела, вызываемой механическими напряжениями, в сигнал (обычно электрический), предназначенный для последующей передачи, преобразования и регистрации. Наибольшее распространение получили Т. сопротивления, выполненные на базе тензорезисторов (ТР), действие которых основано на их свойстве изменять под влиянием деформации (растяжения или сжатия) своё электрическое сопротивление (см.

Тензорезистивный эффект). Конструктивно ТР представляет собой либо решётку (рис. 1), изготовленную из проволоки или фольги (из константана, нихрома, различных сплавов на основе Ni, Mo, Pt), либо пластинку из полупроводника, например, Si. ТР механически жестко соединяют (например, приклеивают, приваривают) с упругим элементом Т.

(рис. 2) либо крепят непосредственно на исследуемой детали. Упругий элемент воспринимает изменения исследуемого параметра х (давления, деформации узла машины, ускорения и т. п.) и преобразует их в деформацию решётки (пластинки) ε(x), что приводит к изменению сопротивления ТР на величину ΔR (ε) = ± k․R0․ε, где R0 — начальное сопротивление ТР, k — коэффициент тензочувствительности (для проволочных Т. k ≤ 2—2,5, для полупроводниковых k Тензодатчик 200). Т. сопротивления обычно работают в области упругих деформаций — при ε ≤ 10^-3.

Величина ΔR зависит не только от ε, но и от температуры упругого элемента: ΔR (θ) = α ․ Δθ ․ R0, где Δθ — изменение температуры упругого элемента, α — температурный коэффициент относительного изменения сопротивления ТР: для проволочных и фольговых ТР α = (2—7)․10^-3 K^-1. Для уменьшения погрешности требуется автоматическое введение поправок на температуру либо термокомпенсация. Наиболее распространён метод «схемной» термокомпенсации с использованием мостовых цепей (См. Мостовая цепь). На рис. 3 показан пример включения в мостовую цепь двух идентичных ТР, воспринимающих деформацию упругого элемента; при этом ΔR1(ε) и ΔR2(ε) имеют разные знаки, тогда как ΔR1(θ) и ΔR2(θ) — один и тот же знак. Ток в диагонали моста (выходной сигнал Т.) при условии .