ТЕНЗОДАТЧИК

ТЕНЗОДАТЧИК

(от лат. tensus - напряжённый и датчик)-механоэлектрич. прибор, преобразующий деформацию твёрдого тела, вызванную приложенным к нему меха-нич. напряжением, в электрич. сигнал; представляет собой чувствительный элемент т е н з о м е т р а-прибора, используемого для измерения величины и распределения деформации в твёрдых телах. Принцип работы Т. основан на использовании зависимости физ. свойств твёрдого тела от деформации, напр. тензорезистивного эффекта, связанного с изменением электрич. сопротивления металлов или полупроводников в поле внеш. деформации. Высоким значением тензочувствительности где s-уд. электропроводность, Ds-изменение уд. электропроводности первичного преобразователя в поле деформации, e - относительная деформация), при высокой её анизотропии, обладают полупроводники, что определяется преобразованием энергетич. спектра носителей заряда при направленной деформации. В зависимости от уровня легирования кристалла, рабочей темп-ры, типа проводимости, ориентации чувствит. элемента, величины деформации тензочувствительность К полупроводниковых резисторов может изменяться от неск. десятков до неск. сотен. В металлах (сплавах металлов) К мало и достигает неск. единиц, однако существенным преимуществом металлич. Т. является более высокая температурная стабильность их параметров. Полупроводниковые Т. характеризуются более сильной температурной зависимостью как уд. сопротивления, так и тензочувствительности резисторов, поэтому применяют высокую степень легирования тензорези-сторов чувствительного элемента (вырожденный полупроводник), схемные методы термокомпенсации или стабилизацию темп-ры. Тензорезисторы на основе металлич. сплавов изготавливают из константана, никель-молибденовой фольги, сплавов Fe - Сr- Al, Ni - Сr - Аl и др. Разработаны методы изготовления тензорезисторов с помощью тонкоплёночной технологии. Тензорезисторы наносятся на изолирующую подложку, напыляемую непосредственно на исследуемую поверхность. Малая толщина таких тензорезисторов (15-30 мкм) - существенное преимущество при измерениях деформации в динамич. режиме в области высоких темп-р, где измерения деформации представляют собой спец. область исследований. Помимо Т. с тензорезистивными чувствит. элементами в области более высоких темп-р (500-600 °С) используются ёмкостные и индукционные Т., с помощью к-рых измеряют деформации (перемещения) до неск. десятков мм. Как правило, проводят индивидуальную калибровку каждого датчика деформации. Эл.-оптич. тензометры регистрируют с помощью оптич. средств относительные перемещения базовых точек или полос, нанесённых на исследуемый образец. Такие тензометры (на базе лазерной оптики) используются для измерения деформаций при очень высоких темп-pax (более 2500 °С). В случае применения Т. в измерит. системах с использованием вычислит. средств температурная зависимость параметров Т. может быть зачтена в процессе машинной обработки данных измерений, что позволяет проводить измерения деформаций в соответствующем диапазоне темп-р (при контроле темп-ры с необходимой точностью) без снижения точности эксперимента. Таким же образом может быть учтена и кажущаяся деформация, к-рая определяется различием значений коэффициентов теплового расширения чувствит. элемента Т. и материала исследуемой конструкции. Принимая во внимание разл. временную стабильность параметров разных типов Т., периодически проводят повторную калибровку чувствит. элементов механоэлектрич. преобразователей.

В. В. Коломоец.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.