Studijní text [pdf] - E-learningové prvky pro podporu výuky ...

Nové trendy v technologii obrábění
proudové s ohledem na velké ochlazovací plochy a možnost vytvoření libovolného tvaru tenzometru.
Fóliové odporové tenzometry se dále vyznačují dokonalejším spojením měřicí mřížky se základní
fólií i lepšími podmínkami pro převod deformace na mřížku. Jsou proto v porovnání s odporovými
tenzometry drátkovými přesnější a stabilnější.
Napařovací tenzometry představují v odporové tenzometrii další vyšší vývojový stupeň. Podstatou
napařovacích odporových tenzometrů je postupné napařování jednotlivých vrstev přímo na měřené
místo deformačního elementu. Napařování umožňuje vyrobit snímač velmi malých rozměrů
a tloušťky. Na vyleštěné měřené místo se nanáší postupně nejdříve vrstva izolační, potom vrstva pro
spojovací a napájecí sekci a nakonec v požadovaném uspořádání vrstva odporová. Po dokončení se
snímač pokryje ochrannou vrstvou.
Vedle kovových tenzometrů se také používají tenzometry polovodičové. Podstatou polovodičových
tenzometrů je využití piezorezistentních vlastností některých polovodičových materiálů (např. křemík,
germánium), dotovaných dalšími příměsemi. Odporovým elementem je orientovaný výřez ve tvaru
tenkého pásku z monokrystalu polovodiče, který svůj odpor při deformaci velmi silně mění. Odporové
polovodičové tenzometry se vyznačují vysokou hodnotou součinitele deformační citlivosti, která je při
porovnání s odporovými snímači až o dva řády vyšší. Polovodičové tenzometry rozlišují oblast použití
odporové tenzometrie. Jejich výroba je ale velmi pracná a tedy i nákladná. S tímto bezprostředně
souvisí i vysoké ceny těchto polovodičových tenzometrů.
Měření odporových změn lze provádět buďto potenciometricky nebo s využitím zapojení můstkového.
Pro měření malých odporových změn se používá prakticky metoda můstková. Při měření s tenzometry
v zapojení můstkovém se postupuje zpravidla tak, že buď odpory R1, R2 jakož i R3, R4, nebo všechny
čtyři odpory mají stejné jmenovité hodnoty odporů. V takovém případě je můstkové zapojení
symetrické. Při toleranci jmenovité hodnoty zařazených odporů a při předpětí na deformačním členu
dynamometru vzniká po zapojení tenzometrů do měřícího obvodu vždy určité napětí. Toto napětí je
obvykle větší než napětí vzniklé při vlastním měření. Proto se musí můstek před měřením vyvážit.
Vyvážení se provádí vyvažovacími obvody, kterými jsou vybaveny tenzometrické aparatury. Jestliže
se při vyváženém můstku změní jeden ze zařazených odporů o hodnotu ∆R, vyvolanou deformací
tenzometru, můstek se rozváží. Velikost změny odporu lze stanovit metodou nulovaní nebo metodou
výchylkovou.
Metoda nulovací spočívá ve vyvážení můstku přidáním odporu do ostatních větví tak, aby opět nastal
rovnovážný stav. Tento způsob lze použít pouze pro měření statická, kdy je na vyvážení dostatek času.
Zde se používají vyvážené můstky, které jsou vybaveny automatickým vyvažováním pomocí
servomechanizmu. Nulovací metoda se při měření řezných sil prakticky nepoužívá.
Výchylková metoda spočívá ve stanovení výchylky galvanometru, která je přímo úměrná změně
odporu a tedy i měřené deformaci. Za předpokladu, že odpory R1 až R4 mají stejnou jmenovitou
hodnotu, je možné změnu jednoho z odporů o hodnotu ∆R matematicky vyjádřit. Tyto nevyvážené
můstky se používají jak pro statická, tak i pro dynamická měření.
Dvousložkový elektrický dynamometr pro soustružení je konstruován jako držák soustružnického
nástroje, ustavený na dva stejné nosníky souměrně umístěné k zatěžující síle. Tenzometry jsou
nalepeny pouze na jednom z těchto měrných nosníků. Dynamometr lze použít pro měření složek síly
řezání F c a F p . Na dynamometru nejsou pohyblivé části, tuhost měrných článků je v místech kde jsou
nalepeny tenzometry snížená do té míry, aby byla zajištěna co největší tuhost při maximální citlivosti.
Měrné nosníky jsou od držáku soustružnického nože odizolovány. Pro zamezení vzájemného
ovlivňování jednotlivých naměřených složek jsou tenzometry nalepeny tak, aby napětí v místě
tenzometru pro snímání F c bylo od složky F c maximální a od složky F p nulové.
Dvousložkový elektrický dynamometr pro vrtání je jeden kompaktní nosník, na koncích upevněný
v základové desce. Uprostřed je měrný nosník upraven tak, aby bylo možné upnout vrtaný materiál.
Tenzometry jsou nalepeny pro snímání osové síly a pro snímání točivého (krouticího) momentu.
90