Отношение между деформацией и выходным напряжением

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

Тензорезисторы предназначены для измерения напряжений возникающих на поверхности различных деталей. С помощью тензорезисторов можно измерять степень сжатия и растяжения, скручивания, изгиба. При известном модуле Юнга и профиле изделия можно расчитать прикладываемые к изделию силы.

В таблице приведены различные схемы подключения тензорезисторов. Имеется возможность исключения различных влияющих факторов на измерения, например, влияние температуры.

Наименование	Пример	Схема	Выход
Один активный тензорезистор, двухпроводная схема подключения. Применима при малых изменениях температуры. Без термокомпенсации. x1 выход. 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. x1 выход. Изгиб влияет на измерения.
1 активный тензорезистор 3-х проводная схема включения Число тензорезисторов: 1			e0 = (E /4)·Ks· ε0
Два активных тензорезистора, двухпроводная схема включения. Без термокомпенсации. Деформация изгиба исключена. х1 выход.
Двойная 1 активный тензорезистор 2-х проводная схема включения (для исключения деформации изгиба) Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /4)·Ks· ε0Rg1..деформация – ε1Rg2..деформация – ε2ε0 = (ε1+ε2)/2 R – постоянное сопротивление R = Rg1 + Rg2
Два активных тензорезистора, трехпроводная схема включения. Без термокомпенсации. Деформация изгиба исключена. Температурная погрешность кабеля исключена. х1 выход.
Двойная. 1 активный тензорезистор 3-х проводная схема включения (для исключения деформации изгиба) Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /4)·Ks· ε0Rg1.. деформация – ε1Rg2.. деформация – ε2ε0 = (ε1+ε2)/2 R – постоянное сопротивление R = Rg1 + Rg2
Два тензорезистора: активный и компенсационный. Термокомпенсирована. Температурная погрешность кабеля исключена. х1 выход
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 – ε1R – постоянное сопротивление Rg2..деформация – 0
Два активных тензорезистора (ортогональное расположение). Термокомпенсирована. Температурная погрешность кабеля исключена. х(1+ν) выход
Ортогональная 2 активных тензорезистора Число тензорезисторов: 2			e0 = ((1+ ν) E /4)·Ks· ε0ν – коэффициент Пуассона Rg1 Rg2 – сопротивление транзисторов Rg1.. деформация – ε0Rg2.. деформация – νε0R – постоянное сопротивление
Два активных тензорезистора. Термокомпенсирована. Температурная погрешность кабеля исключена. Деформация сжатия/растяжение исключена. х2 выход
2 активных тензорезистора (для деформации изгиба) Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /2)·Ks· ε0Rg1.. деформация – ε0Rg2.. деформация – -ε0R – постоянное сопротивление
Два активных тензорезистора. Оппозитная схема. Без термокомпенсации. Деформация изгаба исключена подключением в противоположных направлениях. х2 выход.
Оппозитная. 2 активных тензорезистора 2-х проводная схема включения Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /2)·Ks· ε0Rg1.. деформация – ε0Rg2.. деформация – ε0R – постоянное сопротивление
Два активных тензорезистора. Оппозитная схема. Без термокомпенсации. Температурная погрешность кабеля исключена. Деформация изгиба исключена. х2 выход.
Оппозитная. 2 активных тензорезистора 3-х проводная схема включения Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /2)·Ks· ε0Rg1.. деформация – ε0Rg2.. деформация – ε0R – постоянное сопротивление
Четыре активных тензорезистора. Применима для измерений деформации изгиба. Термокомпенсирована. Температурная погрешность кабеля исключена. Деформация сжатия/растяжения исключена. х4 выход.
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. х2(1+v) выход.
Ортогональная 4 активных тензорезистора Число тензорезисторов: 4			e0 = ((1+ ν) E /2)·Ks· ε0ν - коэффициент Пуассона Rg1, Rg3 – деформация изгиба – ε0Rg2, Rg4 – деформация изгиба – - ε0
Четыре активных тензорезистора. Термокомпенсация. Температурная погрешность кабеля исключена. Деформация изгиба исключена. х2 выход.
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. х2 выход.
2 активных тензорезистора (для измерений изгибающих деформаций) Число тензорезисторов: 2			e0 = (E /2)·Ks· ε0Rg1.. деформация – ε0Rg2.. деформация – - ε0R – постоянное сопротивление
Четыре активных тензорезистора. Применима для измерения деформации изгиба. Термокомпенсация. Температурная погрешность кабеля исключена. х4 выход.
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. х1 выход.
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

Выход тензометрических мостовых схем представлен в единицах деформации (με) или в выходном напряжении (мВ/В или μВ/В) относительно напряжения питания моста. Эти величины соотносятся согласно следующей формуле:

e₀ = (E /4)·K_s· ε₀

Если питание моста Е =1В и К-фактор K_s = 2, то 2 e₀ = ε₀ Так, выход по деформации будет в 2 раза больше, чем выходное напряжение моста.

Для малых деформаций используют фольговые тензорезисторы.

Для больших деформаций используют проволочные тензорезисторы.