Курсовая теория на тему Тензометры сопротивления проволочные (устройство, принцип работы, характеристики, применение)

Содержание:

Введение 3
1. Классификация и технические характеристики тензометров сопротивления 5
2. Устройство и принцип работы проволочных тензометров сопротивления 10
Заключение 18
Список использованной литературы 20

Введение:

Для нормального выполнения технологических процессов, в том числе связанных со строительством зданий и сооружений, необходимо контролировать физические условия их протекания. Такие физические параметры, как температура, давление, уровень и расход могут изменяться по многим причинам, и их изменения влияют на технологический процесс. Эти изменяемые физические условия называются «переменными процесса». Некоторые из них могут понизить эффективность производства и увеличить производственные затраты. Задачей системы контроля качества проведенных работ является минимизация производственных потерь и затрат на диагностику, связанных с произвольным изменением переменных процесса.
В процессе строительства и эксплуатации в зданиях, сооружениях и конструкциях могут возникать деформации и скрытые дефекты. Для того чтобы они не превышали допустимых значений, становясь необратимыми, не приводили к разрушениям и авариям, используются специальные измерительные и контрольные приборы и датчики. Они сигнализируют о наступлении критических изменений и служат обеспечению требований безопасности.
Тензометр представляет собой прибор для измерения упругости и сопротивления материалов в условиях нагрузки или давления на них. Используется при строительном и инженерном мониторинге, позволяет осуществлять контроль процессов сжатия и растяжения бетонных конструкций.
Актуальность выбранной темы обуславливается тем, что измерение динамических деформаций производится посредством определения относительного перемещения двух точек на поверхности деформируемого тела. Расстояние между точками измерения называется базой прибора. В некоторых отраслях измерение динамических деформаций производится на небольших базах от 2 до 2 мм, для чего уже много десятилетий используются исключительно проволочные тензометры.
Целью данной работы является изучение измерительных приборов — проволочных тензометров сопротивления.
Задачи работы:
• Рассмотреть классификацию и технические характеристики тензометров сопротивления,
• Изучить устройство и принцип работы проволочных тензометров сопротивления.
Объектом исследования в данной работе являются проволочные тензометры сопротивления.
В структуру работы входит: введение, основная часть, состоящая из двух глав, заключение и список использованной литературы.

Заключение:

Исходя из рассмотренного в работе материала, можно сделать ряд выводов:
1) При испытании конструкций для измерения малых деформаций бетона (или другого строительного материала) применяются тензометры, позволяющие фиксировать эти деформации с большим увеличением.
Принцип работы тензометра основан на увеличении или снижении сопротивления в ответ на сжимающее или растягивающее воздействие. Изменение этих величин происходит в результате механической деформации его упругого контактного элемента, оно фиксируется тензорезистором и преобразуется в электрический сигнал. Приборы устанавливаются в виде сети на контролируемом объекте и передают данные о его состоянии и параметрах измерения на диспетчерский пульт постоянно, в режиме реального времени.
2) Проволочные тензометры наклеиваются на испытуемую деталь. Они представляют собой тонкую полоску бумаги с приклеенной зигзагообразно тонкой проволокой (диаметром 0,02-0,05 мм) с высоким удельным сопротивлением.
Самый простой вариант проволочного тензометрического датчика – обыкновенный кусок проволоки, наклеенный на деталь, деформацию которой необходимо замерить. Проволока начнет менять форму при каких-либо изменениях детали.
Зачастую установить отрезок проволоки достаточной длины не удается из-за размеров контролируемой детали. В таком случае конструкция датчика меняется: проволоку сворачивают в несколько петель, создавая спираль, а затем наклеивают на тонкую бумагу или пленку. Сверху конструкция также закрывается пленкой или бумагой. Это необходимо, для того чтобы сохранялась форма спирали. Проволока дополнительно оснащается несколькими припаянными выходами.
Проволочные тензодатчики способны измерить практически любую нагрузку — от сотых грамма до нескольких тонн. При этом они измеряют уровень деформации не по всей площади сразу, а только в конкретной точке, к которой крепятся.
3) Достоинства проволочных тензодатчиков:
• небольшие габариты;
• простота конструкции;
• малая масса.
Среди недостатков датчиков этого типа необходимость применения усилителей вследствие невысокой чувствительности, возможность использовать только один раз, необходимость защиты от воздействия окружающей среды.

Фрагмент текста работы:

1. Классификация и технические характеристики тензометров сопротивления
Рассмотрим основные типы тензометров, используемых на сегодняшний день:
1) Полупроводниковые тензометры – это тензометры, использующие электрическое сопротивление. Принцип измерения полупроводниковых тензометров основан на пьезорезистивном эффекте полупроводников, открытом К.С. Смитом в 1954 году. Поначалу, в таких датчиках использовался германий, затем — кремний. По конструкции, полупроводниковые тензометры напоминают металлические тензометры.

Рисунок 1. Схематическое представление полупроводникового тензометра
Измеряющий элемент в них включает в себя полоску шириной в несколько десятых долей миллиметра и толщиной в несколько сотых долей миллиметра, закрепленную на изолированной подложке из фольги, и имеющую соединительные выводы.
Для подавления эффектов диодах используется тонкая золотая проволока, соединяющая полупроводниковый элемент и выводы. Полупроводниковые тензометры используются для измерения очень малых деформаций. Сигнал высокой мощности, получаемый датчиками этого типа, дает определенные преимущества при наличии полей сильных помех.
2) Механические тензометры. Хотя такие устройства встречаются не часто, они имеют давнюю традицию. Обычно они применяются только к крупным объектам в период строительства .