Типа тензорезисторов

       История создания тензорезисторов начинается во времена изобретения проволоки и применения ее как электрического проводника. Электрическое сопротивление проводника R=р*l/S, где р - удельное электрическое сопротивление материала проводника, l - длина проводника, S - площадь поперечного сечения проводника. Причем удельное сопротивленияе  кроме материала проводника зависит еще и от его температуры. Как раз на зависимости сопротивления от температуры основана работа термодатчиков. А в тензометрии эта зависимость – основной источник погрешности. Именно поэтому так важно перед тем как купить тензорезистор, подбирать его с коэффициентом температурного расширения близким к оному у материала, на который он наклеивается. На заре создания тензорезисторов они изготавливались из тонкой проволоки, которая укладывалась решеткой и приклеивалась к исследуемому материалу. Для удобства наклейки применялись также тонкие подложки. Потом ей на смену пришла тонкая фольга.

Основные виды тензорезисторов

Существует 9 характеристик тензорезисторов, по которым их можно разделять на различные типы:

   1. Материал фольги решетки;

   2. Материал подложки;

   

   3. Сопротивление решетки;

   

   4. Длина решетки (база);

 

   5. Геометрическая конфигурация решетки;

 

   6. Температурный диапазон работы;

 

   7. Коэффициент температурного расширения;

 

   8. Ползучесть;

   9. Тип выводов.

   Но когда человек хочет купить тензорезистор у нас, ему достаточно знать как минимум 3-5 основных (п/п 3, 4, 5, 7, 9). Остановимся подробнее на геометрической конфигурации решетки, так как это основная характеристика, с которой нужно начинать при возникновении желания купить тензорезистор.

Геометрия решетки тензорезистора

    Кроме вышеперечисленных решеток, которые применяются на тензорезисторах для тензометрических датчиков и в натурной тензометрии, существует еще целый отдельный класс исследовательских тензорезисторов. На таких тензорезисторах решетки могут быть расположены в количествах максимум 3-4 штуки под самыми разными углами по отношению друг к другу. Например, есть тензорезистор, в котором две решетки расположены под углом 90 градусов, а третья рядом под углом 45 или 135 градусов по отношению к первым двум. Или тензорезистор, у которого три решетки расположены под углами 120 градусов друг к другу. Также бывают тензорезисторы, где решетки расположены не рядом, а друг на друге в несколько слоёв.

Сопротивление решетки

     Вторым по важности параметром тензорезистора является электрическое сопротивление решетки. Теоретически, можно разработать и изготовить тензорезистор с любым сопротивлением решетки. Но исторически сложилось, что ряд популярных сопротивлений решеток тензорезисторов дискретен и ограничен всего дюжиной значений. Из которых львиную долю занимают

сопротивления 120 и 350 Ом. Причем тензорезисторы с сопротивлением 120 Ом чаще всего используются в многоканальной натурной тензометрии и в исследовательских целях, а тензорезисторы с сопротивлением 350 Ом – при производстве тензометрических датчиков. При производстве целевое значение сопротивления не может быть выдержано со сколь угодно высокой точностью. Обычный разброс сопротивлений в партии тензорезисторов составляет 15%. Но потом, после изготовления, обычно проводится селекция с целью отбора в упаковку тензорезисторов с близкими сопротивлениями с точностью до 0,1% или даже еще лучше 0,02%. Делается это для облегчения работы изготовителям оборудования на их основе. Дело в том, что точные измереиния на мостовой схеме можно провесли только при условии, что тензорезисторы подобраны идеально близко по сопротивлению. Для выравнивания, как правило, применяются подстроечные

резисторы.

База тензорезистора

    Следующей важной характеристикой тензорезистора является длина решетки. Выпускаются тензорезисторы с длинами решеток от 1 до 100мм. Теоретически можно сделать и меньше и больше, но большого технического смысла в этом нет. При выборе длины решетки следует принимать во внимание несколько факторов. Чем длиннее решетка, тем с большей площади образца снимается измерительный сигнал. Поверхностная деформация как бы усредняется по длине решетки. И если место максимальной деформации имеет пиковую эпюру напряжений, берутся решетки с минимальной длиной. И наоборот, на конструкциях с неоднородной внутренней структурой вроде железобетонов или армированных пластиков, где деформация в целом одинаковая, но обладает высокой степенью неоднородности, рекомендованы решетки с длинной базой. Кроме того, не стоит забывать об удобстве наклейки тензорезисторов. Тензорезисторы требуют не только сноровки, то есть большого опыта в наклейке, но зачастую и специального оборудования для точного позиционирования и равномерного прижима тензорезистора к образцу. От качества наклейки в существенной степени зависит качество работы 

полученного изделия.

 

Материал решетки и подложки

    Самым популярным материалом решетки является константановая фольга, а самым популярным материалом подложки – фенольная пленка. Также тензорезистор может быть изготовлен из кармы на подложках из бумаги (пропитанной эпоксидной смолой), полиамидных пленках. А самые высокотемпературные тензорезисторы изготавливаются на подложках из полиамида, армированного стекловолокном.  

Температурный диапазон

     Подавляющее большинство тензорезисторов рассчитаны на работу в температурном диапазоне от -30 до +80 градусов Цельсия. Эти температуры соответствуют нормальным условия эксплуатации большинства такого оборудования как весы и весовые системы, а также натурной тензометрии. Случаются, конечно, применения тензорезисторов и в экстремальных условиях низких или высоких температур. Самые высокотемпературные тензорезисторы имеют диапазон от -256 до +250 градусов Цельсия. 

Коэффициент температурного расширения. 

     При выборе тензорезистора для работы в широком диапазоне температур важно сделать так, чтобы температурная деформация тензорезистора совпадала с температурной деформацией материала, на который он наклеен. В противном случае будет возникать измерительный сигнал, не связанный с механической деформацией материала, а только с разницей в температурной деформации. Ассортиментный ряд тензорезисторов, предназначенный для работы с разными материалами тоже дискретен и ограничен следующими значениями, приведенными в таблице.

Ползучесть

     Ползучесть – это характеристика материала, показывающая насколько быстро по времени релаксируются внутренние напряжения в материале. При выборе тензорезистора для точных измерений следует брать тензорезистор с таким же значением ползучести, как и у материала, но с противоположным знаком.

Тип выводов

     Для соединения тензорезисторов в мостовую схему применяются тонкие проволоки. При этом на самом тензорезисторе для этого имеются контактные площадки. Поскольку сами по себе тензорезисторы и контактные площадки маленькие, часто тензорезисторы имеют проволочные выводы, уже припаянные к контактным площадкам в заводских условиях. Также могут быть разные промежуточные варианты, например, наличие капельки припоя на контактных площадках для удобства быстрой припайки выводов. Наиболее популярные модели тензорезисторов есть у нас на складе в Москве. Если вы планируете длительный по времени проект и хотите иметь в наличии у нас на складе определенный тип тензорезисторов, зарезервированный под ваши потребности, просто сообщите нам о своем желании. Также вы можете найти у нас и купить те тензорезисторы, которые востребованы другими заказчиками, так как мы держим на складе достаточно большие объемы по текущим востребуемым позициям.

Sierra  производитель тензодатчиков, тензорезисторов и аксессуаров