Cercetare Experimentală

CAPITOLUL 1

PRINCIPII DE MASURARE

1.1 Montajul în punte

Pentru realizarea unei masurari de precizie, în tensometria electrica se

foloseste montajul în punte al traductorilor. Relatiile de baza din tensometria

electrica ce exprima legatura liniara dintre deformatii si variatia parametrului

electric si data de traductorul de masura, pune usor în evidenta elementele

componente ale circuitului de masura [37].

Astfel, în cazul utilizarii traductorului rezistiv rezulta ca pentru a fi posibila

masurarea unei alungiri 10 6...10 3 − − e = , cu un traductor cu rezistenta electrica R=100

ohmi si constanta k=2, este necesar ca circuitul de masura sa sesizeze variatii de

rezistenta:

D = × × e = ( )= W − − R k R 2 x 102 x 10 6...10 3 0.0002 ... 0.2 (1.1)

Practic este foarte dificil sa se masoare, cu suficienta precizie, asemenea

variatii de rezistenta cu ohmetre obisnuite, fapt care impune utilizarea unui montaj

electric în punte, montaj ce poate sa asigure precizia dorita. Puntea devine astfel

elementul principal al oricarui aparat pentru masurari tensoelectrice.

Cel mai simplu montaj în punte este puntea Wheatstone (Figura 1.1). În

montajul clasic aceasta punte este alimentata de la o sursa de curent continuu iar pe

diagonala de masura este conectat un galvanometru.

Figura 1.1 Puntea Wheatstone

U

A C

B

D

I1-Ig

I2+Ig

I1

I2

R1

R2

R4

R3

I

Ig

8

Daca rezistentele puntii satisfac conditia:

1 3 2 4 R ×R = R ×R (1.2)

prin galvanometru nu trece curent (Ig = 0), puntea este echilibrata. Orice modificare

suferita de una din cele patru rezistente va afecta starea de echilibru a puntii, având

ca urmare trecerea unui curent prin galvanometru (Ig 0), curent a carui valoare va

caracteriza aceasta modificare de rezistenta.

Pastrarea liniaritatii relatiei = e

D k

R

R

si evitarea deteriorarii traductorului

tensometric aplicat pe piesa de masurat sunt asigurate atâta timp cât intensitatea

curentului care trece prind traductor nu provoaca o încalzire excesiva a acestuia. De

aceea, practic se limiteaza aceasta intensitate la valoarea It = 20 ... 30 mA, ea

determinând – functie si de valoarea rezistentelor din bratele puntii – marimea

tensiunii U aplicate la bornele A, C ale diagonalei de alimentare.

Intensitatea curentului Ig care trece prin galvanometru în cazul dezechilibrarii

puntii se obtine cu relatia:

( )( ) ( ) ( ) g 1 4 2 3 1 2 3 4 2 4 1 2

2 4 1 3

g R R R R R R R R R R R R R

R R R R

I U

+ + + + + +

× − ×

= × (1.3)

Cu ajutorul acestei relatii se va putea analiza majoritatea problemelor legate

de metodele de masurare cu puntile tensometrice. Aceste metode sunt enumerate în

ceea ce urmeaza.

1.1.1 Masurarea prin metoda deviatiei (punte neechilibrata)

Dependenta data de relatia de mai sus, dintre intensitatea curentului din

galvanometru si oricare din rezistentele puntii, de exemplu rezistenta R1 a

traductorului de masura, nu este liniara.

În timpul masurarii unei deformatii intereseaza variatia de curent

corespunzator unei variatii R1 pe care o produce alungirea  asupra rezistentei

traductorului. Deoarece, dupa cum s-a vazut, aceasta variatie de rezistenta este

foarte mica în raport cu rezistenta R1, cuprins între 150 ohmi si 350 ohmi. Curba

obtinuta scoate în evidenta neliniaritatea relatiei dintre cele doua marimi. În figura

1.2.b este reprezentata tot variatia curentului Ig, însa pentru un domeniu mult mai

restrâns al variatiei rezistentei R1 si anume de la 245 la 255 ohmi, ceea ce

corespunde unor variatii foarte mari (±2%) al alungirii. Este o reprezentare la o

scara marita a portiunii încercuite din curba din figura 1.2.a.; apropierea ei de o linie

dreapta permite sa se traga concluzia ca, pentru cazurile practice, dependenta dintre

Ig si R1 se poate admite ca fiind liniara.