Tenzometry Tenzometr je pasivní elektrotechnická součástka používaná k nepřímému měření deformace součásti, způsobené mechanickým napětím Fyzikální podstatou tenzometrických měření je Hookův zákon (popisuje pružnou deformaci materiálu působením síly, za předpokladu malých sil a malých deformací, které po odlehčení zmizí – deformace je přímo úměrná napětí materiálu) Nejpoužívanější jsou odporové tenzometry kovové nebo polovodičové (existují i kapacitní, rezonanční), u nichž dochází ke změně elektrického odporu působením mechanického napětí (deformací tenzometru) U kovových tenzometrů dochází ke změně elektrického odporu změnou rozměrů vodiče tenzometru, u polovodičových změnou elektrické vodivosti

Tenzometry Tenzometr je možno použít všude tam, kde lze převést působení měřené veličiny na deformaci materiálu (tenzometru) tlak síla (tahová síla v niti) kroutící moment frekvence kmitání součástí atd.

Tenzometry Pro (elektrický) odpor kovového vodiče kruhového průřezu platí: celková relativní změna odporu: mikrostrukturální změna měrné vodivosti, u kovů možno zanedbat z teorie pružnosti platí: je Poissonovo číslo výsledný vztah pro relativní změnu odporu: je podélná deformace je součinitel deformační citlivosti (tenzometrická konstanta) pro kovy pro polovodiče

Tenzometry POZOR ! u obou typů tenzometrů teplotní závislost, nutno kompenzovat Měřící obvody pro odporové tenzometry (odpor čidla kolem 100 Ω, změny odporu řádově μV, měřící obvod → můstek) „čtvrt můstek“ nevýhody: nízká citlivost nutná teplotní kompenzace

Tenzometry Rp1, Rp2 jsou vyvažovací rezistory (při výrobě) Rs1, Rs2 jsou justážní rezistory (při výrobě) Rk nastavení jmenovitého diagonálního napětí UD pro plný měřící rozsah

Tenzometry Přímá (Ohmova) metoda měření odporů Pro měření změny odporu (v řádu jednotek %) je změna úbytku napětí na měřeném rezistoru (čidlu) v porovnání s rozsahem voltmetru velmi malá  velká chyba měření. Proto můstková metoda POZNÁMKA: při měření musí být IR = konst

Tenzometry Můstková metoda měření odporů (Wheatstonův můstek – viz. obrázek) Pro vyvážený můstek (IG = 0) platí UAC = UAD a UCB = UDB s použitím Ohmova zákona Rx I1 = R1 I2 a Rd I1 = R2 I2 podělením obou rovnic platí Rx / Rd = R1 / R2 Pro nevyvážený můstek (IG ≠ 0) platí kde Ɛ je napětí napájecího zdroje

Tenzometry A jak zapojit jednotlivé tenzometry do můstku a proč? Vždy tenzometry stejně namáhané (tlak – tah) do protilehlých větví (jinak by bylo výstupní napětí Ud z můstku nulové)