Назначение
Тензорезисторы ТК предназначены для преобразования деформации в изменение электрического сопротивления при измерении деформаций деталей машин и конструкций при статических и динамических нагрузках в условиях макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом. Так же тензорезисторы ТК используются в качестве чувствительных элементов измерительных преобразователей средств измерения механических величин.
Описание
Принцип действия тензорезисторов основан на тензорезистивном эффекте, т.е. на свойстве изменения электросопротивления проводника в результате его деформации.
Тензорезистор состоит из чувствительного элемента, полимерной подложки и выводов.
В зависимости от материала подложки выпускаются следующие модификации тензоре-зисторов:
- Ф - на фенольной пленочной подложке (фенолоформальдегидная смола);
- Б - на бумажной подложке;
- П - на полиамидной пленочной подложке (полиамидный лак).
В зависимости от формы чувствительного элемента и количества чувствительных элементов на одной подложке тензорезисторы предназначены:
- для измерения одноосевой деформации - одиночные (О);
- для определения величины и направления деформаций при сложнонапряженном состоянии объектов: двухкомпонентные (Д1, Д2, Д3, Д4, Д5), трех- и четырехкомпонентные (К1, К2, К3, К4), полномостовые (ПМ1, ПМ2);
- для измерения деформации мембран - мембранные (М1, М2);
- для исследования распределения деформаций в зоне концентрации напряжений -тензорезисторные цепочки (Ц).
В зависимости от базы чувствительного элемента выделен класс малобазных тензорезисторов. К малобазным тензорезисторам относятся:
- одиночные тензорезисторы, двухкомпонентные тензорезисторы, полномостовые тензорезисторы и тензорезисторные цепочки с базами 0,5; 1,0; 2,0 мм;
- трех- и четырехкомпонентные тензорезисторы с базой 5,0 мм;
- мембранные тензорезисторны с базами 3,0; 5,0 мм.
Общий вид тензорезисторов представлен на рисунке 1.
Рисунок 1
Пример формирования условного обозначения тензорезистора:
ТК Х - Х - Х - Х ( Х )- Х
I___вид исполнения
________температурный коэффициент линейного расширения материала без множителя 10-6, при установке на который тензорезистор
O хл-1 является термокомпенсированным, C номинальное электрическое сопротивление, Ом
________________длина чувствительного элемента (номинальная база), мм типоразмер (форма чувствительного элемента и количество чувствительных элементов)
---------------------модификация средства измерений
-------------------------тип средства измерений
Технические характеристики
Диапазон измеряемых деформаций тензорезисторами, млн-1 +3000
Типоразмеры, номинальная база, номинальное электрическое сопротивление, габаритные размеры (без толщины) тензорезисторов ТК приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Типоразмер | Номинальная база, мм | Номинальное электрическое сопротивление, Ом | Габаритные размеры, мм | Внешний вид |
| Длина без выводов | Ширина |
| О-0,5-100 | 0,5 | 100 | 5,0 | 2,3 | 1 0 |
| О-0,5-120 | 0,5 | 120 | 3,0 | 2,6 |
| О-1-100 | 1 | 100 | 6,0 | 4,7 |
| О-1-120 | 1 | 120 | 4,3 | 3,5 |
| О-1-200 | 1 | 200 | 6,0 | 4,7 |
| О-2-120 | 2 | 120 | 6,2 | 3,4 |
| О-2-350 | 2 | 350 | 6,5 | 4,5 |
| О-3-100 | 3 | 100 | 8,3 | 4,7 |
| О-3-120 | 3 | 120 | 6,4 | 3,5 |
| О-3-200 | 3 | 200 | 8,3 | 4,7 |
| О-3-350 | 3 | 350 | 7,4 | 4,4 |
| О-3-400 | 3 | 400 | 8,3 | 4,7 |
| О-4-120 | 4 | 120 | 8,2 | 3,6 |
| О-4-200 | 4 | 200 | 8,0 | 3,6 |
| О-4-350 | 4 | 350 | 8,2 | 4,2 |
| О-5- 100 | 5 | 100 | 11,8 | 5.9 |
| О-5- 120 | 5 | 120 | 10,0 | 4,0 |
| О-5-200 | 5 | 200 | 11,8 | 5,9 |
| О-5-350 | 5 | 350 | 9,3 | 4,5 |
| О-5-400 | 5 | 400 | 11,8 | 5,9 |
| О-6-120 | 6 | 120 | 9,7 | 4,2 |
| О-6-200 | 6 | 200 | 10,7 | 4,8 |
| О-6-350 | 6 | 350 | 10,4 | 5,4 |
| О-8-120 | 8 | 120 | 12,2 | 4,3 |
| О-8-200 | 8 | 200 | 11,0 | 6,0 |
| О-8-350 | 8 | 350 | 11,2 | 7,4 |
| О-10-100 | 10 | 100 | 18,5 | 5,9 |
| О-10-120 | 10 | 120 | 15,5 | 5,0 |
| Типоразмер | Номинальная база, мм | Номинальное электрическое сопротивление, Ом | Г абаритные размеры, мм | Внешний вид |
| Длина без выводов | Ширина |
| 0-10-200 | 10 | 200 | 18,5 | 8,1 | ЙИ |
| 0-10-350 | 10 | 350 | 13,8 | 6,6 |
| 0-10-400 | 10 | 400 | 18,5 | 8,1 |
| 0-15-100 | 15 | 100 | 24 | 4,7 |
| 0-15-200 | 15 | 200 | 24 | 5,9 |
| 0-15-400 | 15 | 400 | 24 | 5,9 |
| 0-20-100 | 20 | 100 | 29,5 | 4,7 |
| 0-20-120 | 20 | 120 | 28,9 | 7,2 |
| 0-20-200 | 20 | 200 | 29,5 | 4,7 |
| 0-20-400 | 20 | 400 | 29,5 | 4,7 |
| 0-40-100 | 40 | 100 | 52,0 | 7,2 |
| 0-40-120 | 40 | 120 | 52,0 | 7,2 |
| Д2-2-100 | 2 | 100 | 5,6 | 7,2 | .I1L ______База |
| Д2-2-120 | 2 | 120 | 5,6 | 7,2 |
| Д2-2-350 | 2 | 350 | 6,0 | 7,5 |
| Д2-3-100 | 3 | 100 | 6,5 | 8,5 |
| Д2-3-120 | 3 | 120 | 6,5 | 8,5 |
| Д2-3-350 | 3 | 350 | 6,6 | 8,9 |
| Д2-4-100 | 4 | 100 | 8,0 | 11,0 |
| Д2-4-120 | 4 | 120 | 8,0 | 11,0 |
| Д2-4-350 | 4 | 350 | 7,8 | 10,0 |
| Д2-6-350 | 6 | 350 | 10,0 | 14,4 |
| Д3-2-100 | 2 | 100 | 5,6 | 6,6 | = _ база J |
| Д3-2-120 | 2 | 120 | 5,6 | 6,6 |
| Д3-2-350 | 2 | 350 | 7,8 | 6,2 |
| Д3-3-100 | 3 | 100 | 8,8 | 6,6 |
| Д3-3-120 | 3 | 120 | 8,8 | 6,6 |
| Д3-3-350 | 3 | 350 | 9,8 | 6,8 | Ж __________0____________ |
| Д3-4-100 | 4 | 100 | 10,0 | 7,6 |
| Д3-4-120 | 4 | 120 | 10,0 | 7,6 |
| Д3-4-350 | 4 | 350 | 10,0 | 7,8 |
| Д3-6-350 | 6 | 350 | 14,0 | 10,0 |
| Типоразмер | Номинальная база, мм | Номинальное электрическое сопротивление, Ом | Габаритные размеры, мм | Внешний вид |
| Длина без выводов | Ширина |
| Д4-2-100 | 2 | 100 | 5,8 | 7,0 | |
| Д4-2-120 | 2 | 120 | 5,8 | 7,0 |
| Д4-2-350 | 2 | 350 | 8,8 | 5,6 |
| Д4-3-200 | 3 | 200 | 11,2 | 10,0 |
| Д4-3-350 | 3 | 350 | 8,8 | 6,8 |
| Д4-3-400 | 3 | 400 | 11,2 | 10,0 |
| Д4-4-350 | 4 | 350 | 8,2 | 8,2 |
| Д4-5-200 | 5 | 200 | 17,5 | 12,7 |
| Д4-5-400 | 5 | 400 | 17,5 | 12,7 |
| Д4-6-350 | 6 | 350 | 11,0 | 10,5 |
| Д4-10-200 | 10 | 200 | 20,5 | 19,0 |
| Д4-10-400 | 10 | 400 | 20,5 | 19,0 |
| Д5-2-100 | 2 | 100 | 5,8 | 7,0 | |
| Д5-2-120 | 2 | 120 | 5,8 | 7,0 |
| Д5-2-350 | 2 | 350 | 8,8 | 5,6 |
| Д5-3-350 | 3 | 350 | 8,8 | 6,8 |
| Д5-4-350 | 4 | 350 | 8,2 | 8,2 |
| Д5-6-350 | 6 | 350 | 11,0 | 10,5 |
| Д6-2-100 | 2 | 100 | 10,8 | 4,4 | L J' J ;1 ip |
| Д6-2-120 | 2 | 120 | 10,8 | 4,4 |
| Д6-2-350 | 2 | 350 | 10,8 | 4,4 |
| Д6-3-100 | 3 | 100 | 12,6 | 4,4 |
| Д6-3-120 | 3 | 120 | 12,6 | 4,4 |
| Д6-3-350 | 3 | 350 | 12,4 | 4,4 |
| Д6-4-100 | 4 | 100 | 16,0 | 5,8 |
| Д6-4-120 | 4 | 120 | 16,0 | 5,8 |
| Типоразмер | Номинальная база, мм | Номинальное электрическое сопротивление, Ом | Габаритные размеры, мм | Внешний вид |
| Длина без выводов | Ширина |
| К1-3-100 | 3 | 100 | 20,0 | 20,0 | UP |
| К1-3-200 | 3 | 200 | 20,0 | 20,0 |
| К2-5-100 | 5 | 100 | 12,0 | 12,0 | г 1 "* |
| К2-10-200 | 10 | 200 | 17,0 | 17,0 |
| К2-15-200 | 15 | 200 | 23,0 | 23,0 |
| К3-5-100 | 5 | 100 | 12,0 | 12,0 | Г\ 1 "1 |
| К3-10-200 | 10 | 200 | 17,0 | 17,0 |
| К3-15-200 | 15 | 200 | 23,0 | 23,0 |
| К4-3-100 | 3 | 100 | 13,5 | 13,5 | - ,;p/pu И11 1 ИИвк х 111 лЯВЯ11 |
|
| К4-5-100 | 5 | 100 | 20,0 | 20,0 |
| М1-3-100 | 3 | 100 | 5,5 | 5,5 | , База ; /^Г^\ — и ■ — |
| М1-5-200 | 5 | 200 | 7,3 | 7,3 |
| Типоразмер | Номинальная база, мм | Номинальное электрическое сопротивление, Ом | Габаритные размеры, мм | Внешний вид |
| Длина без выводов | Ширина |
| М2-5-100 | 5 | 100 | 7,3 | 7,3 | Хлппп]М/тл\ 11 | ■ ж + ж? -1 ’* |
| М2-5-200 | 5 | 200 | 7,3 | 7,3 |
| М2-10-100 | 10 | 100 | 10,0 | 10,0 |
| М2-10-350 | 10 | 350 | 10,0 | 10,0 |
| М2-15-350 | 15 | 350 | 15,0 | 15,0 |
| М2-20-200 | 20 | 200 | 22,0 | 22,0 |
| М2-20-350 | 20 | 350 | 20,2 | 20,2 |
| ПМ1-2-350 | 2 | 350 | 8,6 | 7,4 | Иг тМт |
| ПМ1-2-400 | 2 | 400 | 8,6 | 7,4 |
| ПМ2-2-100 | 2 | 100 | 15,3 | 6,2 | |
| ПМ2-2-120 | 2 | 120 | 15,3 | 6,2 |
| ПМ2-2-350 | 2 | 350 | 20,0 | 5,0 |
| ПМ2-400 | 2 | 400 | 20,0 | 5,0 |
| Ц1-1-100 | 1 | 100 | 30,0 | 9,0 | |
| Ц1-3-100 | 3 | 100 | 55,0 | 10,0 |
Нормируемые параметры метрологических характеристик тензорезисторов ТК в зависимости от модификации и типоразмера и базы приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование нормируемой метрологической характеристики, обозначение или форма представления | Нормируемые параметры |
| Наименование, единица измерения | Допускаемые значения показателей |
| 1 Электрическое сопротивление тензорези-сторов при нормальных условиях (R): | Предельное относительное отклонение электрического сопротивления в партии от номинального, % | |
| Одиночных | ±0,5 |
| Двух-, трех-, четырехкомпонентных, полномостовых | ±1,0 |
| мембранных | ±1,5 |
| тензорезисторных цепочек | ±2,0 |
| Одиночных | Отношение разности предельных значений электрических сопротивлений в группе к номинальному сопротивлению, % | ±0,1 |
| Двух-, трех-, четырехкомпонентных, полномостовых | ±0,4 |
| Мембранных | ±0,5 |
| Тензорезисторных цепочек | ±1,0 |
| Наименование нормируемой метрологической характеристики, обозначение или форма представления | Нормируемые параметры |
| Наименование, единица измерения | Допускаемые значения показателей |
| 2 Чувствительность при нормальных условиях (К) тензорезисторов: | Среднее значение чувствительности | |
| малобазных | от 1,9 до 2,2 |
| остальных | от 2,0 до 2,3 |
| Малобазных | Среднее квадратическое отклонение чувствительности, не более | 0,03 |
| Одиночных с базой 3-100 мм; | 0,02 |
| Двух-, трех-, четырехкомпонентных, полномостовых, мембранных тензорезисторов, тензорезисторных цепочек. | 0,04 |
| 3 Механический гистерезис при нормальных условиях (Г) для тензорезисторов : | Среднее значение механического гистерезиса, мкОм/Ом, не более | |
| малобазных | 40 |
| остальных; | 30 |
| 4 Ползучесть при нормальных условиях (П) тензорезисторов: | Среднее значение часовой ползучести, %, не более | |
| малобазных | 1,5 |
| остальных: типа ТКФ, ТКБ | 0,2 |
| типа ТКП | 0,3 |
| Малобазных | Среднее квадратическое отклонение часовой ползучести % , не более | 0,8 |
| Остальных: типа ТКФ, ТКБ | 0,1 |
| типа ТКП | 0,2 |
| 5 Ползучесть при максимальной температуре СП/t) тензорезисторов: | Среднее значение часовой ползучести, %, не более | |
| малобазных: | 5,0 |
| остальных: типа ТКФ, ТКБ | 1,5 |
| типа ТКП | 2,0 |
| Малобазных | Среднее квадратическое отклонение часовой ползучести, %, не более | 2,5 |
| Остальных: типа ТКФ, ТКБ | 1,0 |
| типа ТКП | 1,0 |
| 6 Температурный коэффициент чувствительности (п) при максимальной (минимальной) температуре | Среднее значение температурного коэффициента чувствительности, % 0С-1, | 0,1 |
| Среднее квадратическое отклонение значения температурного коэффициента чувствительности, % 0С-1, не более | 0,1 |
| 7 Нелинейность функции преобразования при нормальных условиях (у ) для тензорезисторов: | Нелинейность функции преобразования, % | |
| малобазных | 3,0 |
| остальных | 2,0 |
| Наименование нормируемой метрологической характеристики, обозначение или форма представления | Нормируемые параметры |
| Наименование, единица измерения | Допускаемые значения показателей |
| 8 Температурная характеристика электрического сопротивления [£ (t)], выражаемая формулой £ t = С0+С1 t+C2 t2+C3 t3 где t -температура,0С; Со. С1. С2, С3 - коэффициенты | Среднее квадратическое отклонение погрешности аппроксимации, мкОм/Ом | 50 |
| 9 Максимальное значение температурной характеристики электрического сопротивления (S, tм) в рабочей области значений температуры | Среднее значение, мкОм/Ом | от 0 до -4000 |
| Среднее квадратическое отклонение, мкОм/Ом | 300 |
| 10 Максимальное значение температурной характеристики электрического сопротивления (S, tu) в интервале термокомпенсации для тензорезисторов: | Среднее значение, мкОм/Ом | от-100К до +100К |
| Малобазных | Среднее квадратическое отклонение мкОм/Ом, не более | 160 |
| Остальных | 70 |
| 11 Дрейф выходного сигнала при максимальной температуре (Dt) тензорезисторов: | Среднее значение часового дрейфа, мкОм/Ом, не более | |
| малобазных | 100 |
| остальных | 75 |
| малобазных | Среднее квадратическое отклонение часового дрейфа, мкОм/Ом, не более | 50 |
| остальных | 40 |
| 12 Электрическое сопротивление изоляции в рабочей области значений температуры, (Rne) | Минимальное значение электрического сопротивления изоляции в рабочей области значений температуры, МОм | 200 |
Интервал термокомпенсации, 0С
от минус 30 до плюс 80;
от минус 30 до плюс 80;
от минус 80 до плюс 200.
(0,040±0,010);
(0,055±0,015);
(0,065±0,015).
Интервал рабочих температур, 0С:
- у тензорезисторов ТКФ, ТКБ
- у тензорезисторов ТКП
Толщина тензорезистора , мм
- ТКФ
- ТКП
- ТКБ
Масса тензорезистора, не более, г:
- тензорезисторов с одним чувствительным элементом
- тензорезисторов с числом чувствительных элементов более одного
Максимальный рабочий ток питания тензорезисторов, мА:
- у малобазных тензорезисторов
- у остальных тензорезисторов
Тензорезисторы являются невосстанавливаемыми изделиями. Вероятность безотказной работы не менее 0,95 за 106 циклов нагружения до относительной деформации s = ±1000 млн.-1
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на титульный лист Паспорта на партию тензорезисторов и на упаковку группы тензорезисторов.
Комплектность
Комплект поставки тензорезисторов приведен в таблице 3.
Таблица 3
| Обозначение документа | Наименование и условное обозначение | Количество, шт., не менее | Примечание |
| ТФК1.001.01 - ТФК1.001.19 | Тензорезисторы | Одиночные -100 шт., остальные -20 шт. | В комплект поставки могут входить тензорезисторы различных партий и типоразмеров |
| ТФК1.001.00 РЭ | Руководство по эксплуатации | 1 экз. | На все тензорезисторы поставляемые в один адрес |
| ТФК1.001.00 УП | Упаковка группы (тара) | 1 комплект | На каждую группу тензорезисторов |
| МП 06-233-2011 | Методика поверки | | По заявке |
Поверка
осуществляется по документу МП 06-233-2011 «ГСИ. Тензорезисторы ТК. Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» 28.09.2011 г.
Основные средства поверки:
- Установка с балками постоянного сечения, нагружаемыми по схеме чистого изгиба до деформации ±3000 млн-1, Л0=(0,5 - 0,8) %;
- Система измерения выходных сигналов тензорезисторов, Л0=0,25 %.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Сведения о методах измерений
ГОСТ Р 52728-2007 Метод натурной тензотермометрии. Общие требования.
Нормативные документы
1 ГОСТ 21616-91 Тензорезисторы. Общие технические условия.
2 ГОСТ 8.543-86 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений
деформации.
3 ТУ № 4273-001-89582696-2010 Тензорезисторы ТК. Технические условия.
