Коэффициент калибровки

Коэффициент Калибра (GF) или фактор деформации из тензодатчика представляет собой отношение относительного изменения электрического сопротивления R, к механической деформации е. Калибровочный коэффициент определяется как: ^[1]

${\ displaystyle GF = {\ frac {\ Delta R / R} {\ Delta L / L}} = {\ frac {\ Delta R / R} {\ varepsilon}} = 1 + 2 \ nu + {\ frac { \ Delta \ rho / \ rho} {\ varepsilon}}}$

где

• ε = деформация =${\ displaystyle \ Delta L / L_ {0}}$
  • ${\ displaystyle \ Delta L}$ = абсолютное изменение длины
  • ${\ displaystyle L_ {0}}$ = исходная длина
• ν = коэффициент Пуассона
• ρ = удельное сопротивление
• ΔR = изменение сопротивления тензодатчика из-за осевой деформации и поперечной деформации
• R = сопротивление без деформации тензодатчика

Пьезорезистивный эффект [ править ]

Распространено заблуждение, что изменение сопротивления тензодатчика основано исключительно или в большей степени на геометрических показателях. Это верно для некоторых материалов ( ), а коэффициент измерения просто:${\ displaystyle \ Delta \ rho = 0}$

${\ Displaystyle GF = 1 + 2 \ nu}$

Однако в большинстве коммерческих тензодатчиков используются резисторы, изготовленные из материалов, демонстрирующих сильный пьезорезистивный эффект . Удельное сопротивление этих материалов изменяется с деформацией, учитывая член определяющего уравнения выше. В константановых тензодатчиках (наиболее коммерчески популярных) на этот эффект приходится 20% измерительного фактора, но в кремниевых датчиках вклад пьезорезистивного члена намного больше, чем геометрических членов. Это можно увидеть на общих примерах тензодатчиков ниже:${\ displaystyle {\ frac {\ Delta \ rho / \ rho} {\ varepsilon}}}$

Влияние температуры [ править ]

Определение калибровочного коэффициента не зависит от температуры, однако калибровочный коэффициент связывает сопротивление деформации только в том случае, если отсутствуют температурные эффекты. На практике, когда существуют изменения температуры или температурных градиентов, уравнение для получения сопротивления будет иметь температурный член. Общий эффект:

${\ displaystyle {\ frac {\ Delta R} {R}} = GF \ varepsilon + \ alpha \ theta}$

где

• α = температурный коэффициент
• θ = изменение температуры

Ссылки [ править ]