Файл: Эрлер, В. Электрические измерения неэлектрических величин полупроводниковыми тензорезисторами.pdf

или регистрирующим прибором, Измерительное устройство от­ градуировано правильно, если изменению перемещения \ N соот­ ветствует изменение показания в 100 мВ.

9.5.3.Примеры применения

9.5.3.1.Контроль размеров при крупносерийном

производстве (фиг. 9.17)

ИП перемещения со штифтовым толкателем крепится на неподвижном штативе. Установочная пружина поджимает толка­ тель к нижнему упору. Допустим, что контролируемый размер равен (100 ± 0 ,1 ) мм. Выбирается ИП с наименьшим диапазоном

777777777777777777:

Фиг. 9.17. Контроль размеров при помощи ИП перемещения на полупро­ водниковых тензорезисторах.

измерений 1 мм. Высота закрепляемого на штативе ИП подби­ рается такой, чтобы при номинальном размере контролируемого образца штифтовый толкатель находился примерно в среднем положении. Контроль может выполняться полностью автомати­ чески. Пропорциональное размеру напряжение может быть ис­ пользовано, например, для управления сортирующим устрой­ ством. Для самоконтроля через определенные интервалы времени пропускают изделия с точно известными размерами.

9.5.3.2. Измерение малых усилий (фиг. 9.18)

ИП перемещения модели WWH141 с отвинченными штифто­ выми толкателями, диапазон измерений которых составляет

± 1 мм, можно использовать для целей, отличных от основных измерительных задач.

Сила, необходимая для отклонения упругого элемента ИП на I мм, составляет, например, 70 гс. ИП перемещения может быть

использован в качестве динамометра. Подключая дополнитель­ ную оттягивающую пружину, можно расширить диапазон изме­ рений в сторону больших усилий. При помощи рассмотренного

Растягивающая

■7777

Фиг. 9.18. Измерение малых усилий с помощью ИП перемещения WWH141.

Акселерометры на полупроводниковых тензорезисторах моде­ лей BWH101 — BWH401 пригодны для измерения статических

идинамических ускорений. Их особым преимуществом является возможность работы в частотном диапазоне от 0 Гц, в котором пьезоэлектрические акселерометры неработоспособны. Измерение статического ускорения (0 Гц) допускает исключительно простую

иочень точную градуировку путем сравнения с ускорением силы

тяжести (см. разд. 3.6.2.3).

Область применения определяется основными параметрами, описанными в разд. 7.1.

Относительная чувствительность ИП В'а (фиг. 9.19) зависит от рабочего частотного диапазона. Выбор типа ИП нужно про­ изводить с таким расчетом, чтобы не слишком превысить запас, определяемый частотным диапазоном.

Выбирая тип ИП по частотному диапазону, лишь в редких случаях удается использовать весь диапазон ускорений. В боль­ шинстве случаев измеряемые ускорения оказываются значи­ тельно меньше допустимых максимальных ускорений, так что безусилительные блоки питания HLS можно использовать только совместно с усилителями постоянного напряжения HLG.

BWH W1

0,02

0,01

PWH‘101

0,001 Н!-

f - П ц

Фиг. 9.19. Зависимость между чувствительностью и рабочим частотным диапазоном для акселерометров на полупроводниковых тензорезисторах серии BWH.

Хорошо себя зарекомендовал вторичный электронный прибор HLA111, который, кроме HLS, включает еще усилитель постоян­ ного напряжения, усилитель переменного напряжения и реги­ стрирующий прибор и при выходном напряжении моста Um*= 1 мВ обеспечивает полное отклонение стрелки вмонтиро­ ванного регистрирующего прибора. Для регистрации динамиче­ ской составляющей необходимо подключить соответствующий ламповый вольтметр (например, QRV2).

Относительно высокое усиление малых выходных напряже­ ний возможно также при работе акселерометра на несущей ча­ стоте (напритиер, UM111; Um^. 0,3 мВ на полное отклонение).

9.6.2.Построение измерительного стенда

9.6.2.1.Выбор аппаратуры

Выбор измерительных устройств, компонуемых в общий изме­ рительный стенд, зависит от характера решаемых задач. Сни­ маемое с ИП и, как правило, усиливаемое измеряемое напряже­ ние пропорционально ускорению.

Соответствующие регистрирующие приборы (например, ос­ циллограф или самописец) фиксируют непосредственно и с уче­ том знака мгновенные значения ускорения. Для прямой индикации квазистатических процессов пригодны также преобра­ зователи постоянного напряжения (например, HLA).

Регистрация эффективных и пиковых значений в случае динамических ускорений (виброускорений) требует соответству­ ющих выпрямительных схем, как, например, в ламповом вольт­ метре QRV2 и в универсальном измерительном устройстве

UM111 завода «Meflelektronik» в Дрездене.

9.6.2J2. Крепление ИП на объекте измерения

Хорошее, тщательное крепление ИП на объекте является не­ обходимым условием для исключения грубых погрешностей измерения. Лучшее крепление достигается резьбовой затяжкой при наличии промежуточной жировой пленки. Возможна также приклейка воском. При больших ускорениях бывает целесо­ образно закрепить кабель ИП на расстоянии примерно 5 см от него с тем, чтобы не возникало напряжения растяжения.

9.6.2.3. Градуировка

Наиболее целесообразно градуировать измерительное устрой­ ство путем воздействия на ИП точно известной величиной уско­ рения. В случае статических ускорений такой величиной может служить ускорение силы тяжести.

ИП устанавливается на горизонтальной плоскости, так что вектор ускорения силы тяжести совпадает с геометрическим направлением оси чувствительности ИП (направление выгра­ вированной на ИП стрелки). После установления на нуль в этом положении ИП поворачивается на 180°. При этом ускорение, воздействующее на ИП, изменяется на 2g. Подбором напряже­ ния питания ИП или усиления (в соответствии с разд. 9.3.2) устанавливается показание 19,62 деления шкалы (напряжение, соответствующее 2g на шкале 100 мВ).

9.6.3.Примеры

9.6.3.1.Универсальная лабораторная измерительная система для измерения статических и динамических ускорений

Измерительная система BWH — HLA111— ламповый вольт­ метр пригодна для измерения статических и динамических ускорений (фиг. 9.20). По методу, рассмотренному в разд. 9.6.2.3, промежуточный преобразователь HLA можно градуировать не­ посредственно в м-с-2.