Измерение относительной деформации
Деформация контролируемого образца приводит к относительному изменению выходного напряжения с тензометрических полумостовых (либо мостовых) схем. Относительное изменение выходного напряжения описывается выражением
ΔU=e0/U (В/В). где
e0 – изменение выходного напряжения тензометрической схемы
U – напряжения питания тензометрической схемы Рассчитываемая относительная деформация
ε0 (м/м) связана с регистрируемым значением относительного изменения выходного напряжения тензометрической схемы по формуле:
ε0 = ΔU*S где
S – чувствительность используемой тензометрической схемы подключения (формула для расчета приводится в табл. 1 и зависит от выбранной схемы подключения) При регистрации относительной деформации тензостанцией следует задать скорректированное (в зависимости от требуемых единиц измерения деформации) значение коэффициента чувствительности в соответствии с табл. 2
Таблица 2 | Единицы измерения деформации | Коррекция значения чувствительности, задаваемой для тензостанции |
| мм/м | S*1000 |
| мкм/м | S*1000000 |
| м/м | S |
| % | S*100 |
Измерение напряжения материала
Расчет напряжения возникающего в материале может производиться в пределах его упругой деформации по деформации контролируемого образца, которая связана с регистрируемым (при помощи
тензостанции) относительным изменением выходного напряжения полумостовой либо мостовой схемы по формуле:
ε0 = ΔU*S где
S – чувствительность используемой тензометрической схемы подключения (формула для расчета приводится в табл. 1 и зависит от выбранной схемы подключения) Напряжение материала связано с его относительной деформацией по формуле:
σ=ε0*E= ΔU*S*E где
Е – модуль упругости материала контролируемого образца (значения для модуля упругости некоторых материалов приведены в табл. 3)
Таблица 3 | Материал | Значение модуля упругости Е (МПа) |
| Алюминий | 69000 |
| Медь | 100000 |
| Сталь | 210000 |
| Стекло | 60000 |
| Бетон | 20000 |
Измерение крутящего момента
Крутящий момент вызывает деформацию вала, которая регистрируется на его поверхности в виде относительного изменения выходного напряжения с тензометрических полумостовых (мостовых) схем
ΔU=e0/U (В/В). Для измерения крутящего момента
М(Н*м) используется формула:
М= ΔU*Sкм где Sкм – чувствительность для измерения крутящего момента Формула расчета чувствительности
Sкм для сплошных валов:
Sкм=S*Е*π*D3/(16*(1+ν)) где
S – чувствительность используемой тензометрической схемы подключения (формула для расчета приводится в табл. 1 и зависит от выбранной схемы подключения)
Е – модуль упругости для материала вала, [Па]
D – диаметр вала, [м]
v – коэффициент Пуассона для материала вала (значения коэффициента для некоторых материалов приведены в табл.4) Формула расчета чувствительности
Sкм для полых валов:
Sкм=S*Е*π*D3*(1-d4/D4)/(16*(1+ν)) где
d – внутренний диаметр полого вала, [м] При регистрации крутящего момента следует указать рассчитанное значение чувствительности
Sкм. Таблица 4 | Материал | Значение коэффициента Пуассона |
| Алюминий | 0,34 |
| Медь | 0,35 |
| Сталь | 0,28 |
Измерение крутящего момента через мощность и число оборотов
Крутящий момент можно оценить через мощность, передаваемую на вал от электродвигателя, и обороты вала. Формула расчета крутящего момента через мощность:
M=k*P/2πf где
M – крутящий момент, [Н·м]
P – мощность, [Вт]
f – частота оборотов в секунду, [Гц]
k – коэффициент потерь от 0 до 1 (около 0,7).
