ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тенденции развития тензорезистивных методов и средств ЭЛЕКТРОЕМКОСТНЫЕ МЕТОДЫ (Л.А. Бондарева) из "Неразрушающий контроль Т5 Кн1" Обычно измерение начинают с компенсации плеч моста с помощью прецизионного сопротивления, размещенного в общем корпусе прибора. Стабилизирующий прибор изготовляется таким образом, чтобы можно было подключить большое число точек измерения (6, 12, 24 или 48). [c.573] Кроме расширения области применения тензорезистивных методов, следует отметить повышение качества контроля и измерений. Развитие математического аппарата тензометрии, программнометодического обеспечения позволяет в настоящее время за счет более совершенной обработки измерительной информации реализовывать функции, недоступные для простейших тензометров статистическая обработка информации в целях повышения точности схематизация случайных процессов нагружения для оценки ресурса ОК корреляционный и спектральный анализ для исследования динамических характеристик ОК оценка погрешности измерения контроль напряжений и деформаций в отдельных точках ОК в реальном времени автоматическая коррекция результата измерения на основе оценки влияющих факторов и др. [c.573] Данные табл. 7.7 отражают первое направление. Уже в конце 1980-х годов отечественная промышленность обеспечивала тензометрию многофункциональными автоматизированными и автоматическими приборами и системами для измерения и регистрации статических, ква-зистатических, статодинамических и динамических деформаций. [c.573] С развитием и внедрением в измерительную практику современных компьютерных технологий вторичные измерительные приборы обеспечиваются аппаратными средствами поддержки интерфейсов для сопряжения с ЭВМ, а развитие быстродействующих АЦП позволяет создавать многоканальные измерительные системы для динамических измерений с улучшенными характеристиками. [c.573] Совершенствование первичных измерительных преобразователей стало возможным благодаря переходу к более широкому применению полупроводниковых материалов и новых технологий изготовления тензорезисторов. [c.574] Для иллюстрации характеристик современных технических средств, применяемых в тензометрии, можно в качестве примера рассмотреть микропроцессорную многоканальную тензометрическую систему ММТС-64.01 (рис. 7.7). Данная система позволяет автоматизировать сбор измерительной информации с тензорезистивных преобразователей по 64 измерительным каналам. При этом обеспечиваются последующая обработка и регистрация данных о состоянии ОК. Система позволяет реализовать четыре схемы измерения, отличается высоким быстродействием (1 мс/канал), имеет интерфейс для связи с компьютером. [c.574] Развитие планарной технологии дало возможность изготавливать интегральные датчики с полупроводниковыми тензорезисторами, которые выращиваются непосредственно на упругом элементе, выполненном из кремния или сапфира. Элементы из кристаллических материалов обладают упругими свойствами, близкими к идеальным, существенно меньшими погрешностями от гистерезиса и нелинейности статической характеристики по сравнению с металлическими. Тензорезистор, изготовленный по планарной технологии, сцепляется с материалом упругого элемента за счет сил межмолекулярного взаимодействия, что исключает погрешности, связанные с передачей деформации от упругого элемента к тензорезистору. [c.574] В качестве примера можно привести использование микромеханических чувствительных тензорезистивных элементов для построения интегральных датчиков давления. Чувствительный элемент таких датчиков обычно представляет собой плоскую интегральную мембрану с полным тензорезистивным мостом. Мембрану чаще всего изготовляют из п-кремния, а диффузионные (имплантированные) или эпитаксиальные тензорезисторы - р-про-водимости. С такими чувствительными элементами возможно построение датчиков для измерения абсолютных, избыточных и разностных давлений. [c.575] Гибридная схема датчика давления (рис. 7.8) содержит элементы для полного осуществления требуемого преобразования вакуумированную с одной стороны для создания эталонного давления мембрану с основанием полную мостовую схему из тензорезисторов интегральную схему на операционных усилителях для формирования унифицированного выходного сигнала, температурной компенсации, балансировки и т.д. [c.575] Типовая конструкция состоит из крышки , трубки 7 для подачи давления и керамической подложки 5 с толстопле ночными резисторами 6, подстраиваемыми лазером. На подложке 5 расположены один или два операционного усилителя 8, выполненных на отдельных полупроводниковых пластинах, и мембранный чувствительный элемент 4, изготовленный в виде отдельного элемента. [c.575] На рис. 7.9 приведен пример конструктивного исполнения современных интегральных датчиков давления, которые находят применение для контроля давлений в промышленной автоматике, в гидросистемах (водопроводы, робототехника, силовые приводы), в альтиметрах, тонометрах, в системах контроля уровня, в системах контроля состояния фильтров и т.п. Большинство таких датчиков имеет унифицированный выходной сигнал, нормируемые метрологические характеристики, температурную компенсацию, возможность коррекции начального смещения. [c.575] Вернуться к основной статье