Общие характеристики тензорезисторов

Для оптимального решения поставленной задачи тензоизмерений предлагается широкий выбор тензорезисторов. Каждый тензорезистор имеет прецизионные фольговые резистивные решетки, которые монтируются на подложку из органического материала.При этом каждая серия тензорезисторов уникальна — имеет свой дизайн, конструктивные особенности и определенную комбинацию сплава и материала подложки. На страницах описаний тензорезисторов приводятся габариты, эксплуатационные характеристики и примечания по применению, а также обозначение сплава и материала подложки.

Основные характеристики тензорезисторов

Серия EA EP
Применение Фольговый константан в комбинации с прочной, пластичной, полиимидной подложкой.
Доступен большой выбор опций.
Изначально предназначен для общего статического и динамического анализа деформации.
Не рекомендуется использовать для высокоточных преобразователей
Специальный отожженный константановый сплав с прочной, высокоэластичной полиимидной подложкой.
Применяется главным образом для измерения больших деформаций.
Доступен с опциями E, L и LE (могут ограничивать параметры удлинения)
Диапазон температур, °С Рабочий: −75…175
Кратковременный: −195…205
−75…205
Диапазон измерения (диапазон упругой деформации относительно длины решетки), % ±3% для датчиков с измерительной решеткой длиной до 3,2 мм
±5% для датчиков с измерительной решеткой длиной от 3,2 мм и выше
±10% для датчиков с измерительной решеткой длиной до 3,2 мм
±20% для датчиков с измерительной решеткой длиной от 3,2 мм и выше
Уровень деформации, мкм/м ±1800 ±1000 Датчики серии EP
показывают нулевое смещение
при высокоцикличных деформациях
±1500
±1200
Кол-во циклов 105 104
106
108

Диапазон деформаций и температур

Допустимый диапазон деформаций определен с указанием рекомендованной рабочей температуры для различных областей применения. Графики циклического уровня деформации, в зависимости от количества циклов указаны для всех серий, показывают общую норму для номинальных усталостных характеристик. Поскольку усталостные характеристики тензорезисторов зависят от разных условий, то следует ознакомиться с инструкцией по усталостным характеристикам тензорезисторов.

Приведенные ниже кривые усталостной прочности тензорезисторов соответствуют реверсивным уровням деформации. Они также могут применяться для однонаправленной деформации посредством снижения пиковых значений амплитуды на 10 %. В качестве примера полностью реверсивный диапазон деформации ±1500 мкм/м, приблизительно, равен усталостному повреждению тензорезистора с уровнями деформации:

  • от 0 до плюс 2700 мкм/м,
  • от 0 до минус 2700 мкм/м,
  • от минус 200 до плюс 2500 мкм/м.

Однако средняя величина деформации, увеличиваемая в направлении растяжения во время цикла, приводит к более раннему выходу из строя. Следует заметить, что все эксплуатационные характеристики тензорезисторов являются номинальными, так как поведение отдельного тензорезистора может быть изменено при монтаже или под влиянием окружающих условий. Кроме того, эти параметры применяются к тензорезисторам без опций активной длиной 3 мм или больше, если не указано иное.

Серия ЕА

Серия тензорезисторов ЕА из константана широко применяется для экспериментального анализа напряжений общего назначения. Базовая модель имеет открытую конструкцию с прочным, упругим материалом-подложкой толщиной 0,025 мм из литого полиимида. Данная серия представлена широким рядом моделей и, как правило, является более дешевой. Данная серия обладает большим количеством опциональных возможностей, например, различная форма покрытия присоединений выводов и защитная инкапсуляция. Подложка подготовлена для прочной фиксации всеми стандартными клеями для тензорезисторов. Диапазон упругой деформации относительно длины решетки для тензорезисторов с длиной решетки от 3 мм: ±5%; для датчиков с меньшей длиной решетки: 3%.

Усталостная прочность тензорезисторов серии EA
Усталостная прочность тензорезисторов серии EA

Рабочая температура для тензорезисторов серии EA
Рабочая температура для тензорезисторов серии EA

Серия ЕP

Серия тензорезисторов ЕР специально предназначены для измерений больших деформаций, >3-5%. Базовая модель имеет открытую конструкцию с прочным, упругим материалом-подложкой толщиной 0,025 мм из литого высокоэластичного полиимида. Измерительная решетка из специальной марки отожженной константановой фольги для максимальной пластичности. Серия доступна с компенсацией 08 и 40 для применения на металлах и пластике соответственно. Точные значения температурной самокомпенсации, как правило, не важны при работе в пластическом состоянии, так как температырная погрешность очень мала по сравнению с измеряемыми высокими уровнями деформации. Предел деформации для тензорезисторов EP серии с длиной решетки от 3 мм: ±20%; для датчиков с меньшей длиной решетки: 10%. Опциональные исполнения, главным образом, понижают способность удлинения. Тензорезисторы серии ЕР могут быть приобретены по специальному заказу со всеми опциями, предлагаемыми в серии ЕА.

Усталостная прочность тензорезисторов серии ЕР
Усталостная прочность тензорезисторов серии ЕР

Рабочая температура для тензорезисторов серии EP
Рабочая температура для тензорезисторов серии EP

Габариты тензорезисторов

Длина измерительной решетки — важная величина при выборе тензорезистора, и обычно этот параметр является определяющим при выборе тензорезистора. Размеры, перечисленные для длины и ширины, относятся к активным размерам измерительной решетки. Общая длина и ширина тензорезистора относятся к фактическим размерам по краям решетки, не включая знаков совмещения или подложки. Размеры подложки являются номинальными, с допустимым отклонением до ±0,4 мм. Если датчики инкапсулированы, то подложка может быть уменьшена, но не более чем на 0,25 мм до края рисунка решетки, при этом потери качества работы датчика не будет. Для этих целей большинство моделей также включает метки обрезки для использования в ограниченном пространстве.

Обозначения параметров габаритных рамеров
Обозначения параметров габаритных размеров

Самотермокомпенсация (S-T-C)

Все тензорезисторы с кодом третьей группы в обозначении тензорезистора «ХХ» (например, МТ-EA-XX-0.38DJ-120) имеют температурную самотермокомпенсацию для применения на конструкциях из материалов с определенным коэффициентом температурного расширения.

При выборе тензорезистора нужно заменить группу кода ХХ на желаемый номер S-T-C, представляющий собой коэффициент температурного расширения конструкционного материала. В таблице маркировки тензорезисторов указаны доступные номера S-T-С для сплавов решетки. Значения 06 и 13, доступные в сплаве А характерны для тензорезисторов общего назначения. Если нет особых требований, то значение 06 является наиболее подходящим.

Номер S-T-C Коэффициент линейного расширения материала Материал
00 1,4 Инвар сплав (FeNi)
0,5 Кварц, расплавленный
1,4 Титановый силикат*
03 5,4 Жженый глинозем (алюминий)
4,9 Молибден*
4,3 Вольфрам
5,6 Цирконий
05 9,2 Стекло силикатное
9,9 Нержавеющая сталь ферритная
8,6 Титан, чистый
8,8 Титаноый сплав, 6 AL-4V*
06 11,5 Бериллий
10,8 Серый чугун
12,6 Инконель, Ni-Ct-Fe сплав
12,1 Инконель X, Ni-Cr-Fe сплав
13,5 Монель, Ni-Cu сплав
11,9 Никель-А, Cu-Zn-Ni сплав
11,3 Сталь 4340
12,1 Сталь углеродистая, 1008, 1018*
10,8 Нержавеющая сталь, закалка-
10,3 Нержавеющая сталь, закалка-
9,0 Нержавеющая сталь, закалка-
09 16,7 Бериллий — медь, Cu25,BE25
18,4 Фосфор-бронза, Cu90,Sn10
16,6 Медь; 99,9%+
17,3 Нержавеющая сталь аустенитная
17,4 Нержавеющая сталь аустенитная
16,0 Нержавеющая сталь
13 23,2 Алюминиевый сплав 2024-Т4*
20,0 7075 Т6; латунь
22,7 Cu70 Zn30; олово чистое
15 26,1 Магниевый сплав, AZ-318*
18, 30, 40 Пластмассы и композитные

* — материал, используемый для определения термического выходного сигнала