Микродинамометрия

Датчики

 Физический принцчп действия и конструктивные особенности ПР из ЭПБ позволяют микроминиатюзировать их до S=0,02-НО см2 и проводить измерения в диапазоне давлений Р=0,01-Н0 МПа без дополнительных элементов, расширяющих предел их измерений. Это позволяет применять ПР для решения широкого круга задач.

Микродинамометры из ЭПБ площадью 5=0,5-3 см2, например, успешно применялись в течение многих лет для многоточечных исследований проявлений горного давления на моделях (до 250 датчиков на одной модели). Эти устройства позволили определить характер взаимодействия крепей горных выработок с боковыми породами и разработать требования на создание новых крепей, турбинных водоводов и железнодорожных туннелей.

Методы расширения пределов измерений пьезорезисторов. Нижняя граница измерений ПР обусловлена главным образом низкоомностью ЭПБ и при р=4 Ом-см достигает нескольких сотен паскалей, а верхняя граница — допустимым давлением на ЭПБ, которое возрастает с повышением ее удельного сопротивления. Например, при р=1,7 МОм-см Рном = 20 МПа. Однако использование высокоомной ЭПБ для построения ПР на повышенные нагрузки требует увеличения напряжения питания измерительного устройства, что не всегда удобно и, кроме того, не позволяет выполнить ПР на давления выше нескольких десятков мегапаскалей. Некоторого увеличения нагрузок на ПР достигают увеличением площади ЧЭ. Однако это ограничено как конструктивными требованиями, так и трудностями в обеспечении равномерной деформации ЧЭ. Поэтому расширение верхнего предела измерений ПР обеспечивают применением дополнительных элементов, позволяющих перераспределить воспринимаемую нагрузку таким образом, чтобы давление на ЧЭ не превышало допустимого значения. В качестве дополнительных элементов применяют противодействующие элементы и накладки разной жесткости и формы, устанавливаемые соответственно параллельно и последовательно ЧЭ. При этом дополнительные элементы испытывают следующие виды деформации: деформацию сжатия противодействующего элемента, деформацию вдавливания материала накладок и деформацию прогиба накладок. Соответственно этим видам деформаций дополнительных элементов различают три основных метода расширения пределов измерений, среди которых особое место занимает метод брикетирования ПР в упругой массе.

См. также:  Нитевые пьезорезисторы