RU2035689C1

RU2035689C1 - Strain gouge

Info

Publication number: RU2035689C1
Authority: RU
Inventors: Эдуард Людвикович Егиазарян
Original assignee: Эдуард Людвикович Егиазарян
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: measuring equipment. SUBSTANCE: strain gauge has flexible base made of flexible material and electrically conducting filler or coating made of fine dispersive semiconducting material, which can be provided with metallic powder. EFFECT: enhanced sensitivity. 2 cl

Description

Изобретение относится к измерительной технике и средствам измерения механических величин электрическими методами и может быть использовано в качестве первичного преобразователя в измерительных приборах. The invention relates to measuring technique and means for measuring mechanical quantities by electrical methods and can be used as a primary Converter in measuring devices.

Известен тензоэлемент, выполненный из константановой проволоки, обладающий относительным удлинением 0,8-1,3% и удельным сопротивлением 0,5 мм²/Ом.Known strain element made of constantan wire with a relative elongation of 0.8-1.3% and a specific resistance of 0.5 mm ² / Ohm.

Недостатком этих тензодатчиков является малое значение их удлинений и деформации и малое значение коэффициента тензочувствительности. Известно и использование в качестве чувствительного элемента углеродных волокон с зависимостью относительного изменения ΔR/R от деформации [1]
Однако все нитевидные чувствительные элементы обладают малой чувствительностью и для увеличения мощности выходного сигнала и его усиления в устройство вводят дополнительно механоэлектрические преобразователи, что усложняет устройство, повышает его стоимость, ограничивает функциональные возможности.The disadvantage of these strain gauges is the small value of their elongations and deformations and the small value of the coefficient of strain sensitivity. It is also known to use carbon fibers as a sensitive element with the dependence of the relative change ΔR / R on deformation [1]
However, all filamentary sensitive elements have low sensitivity, and to increase the power of the output signal and its amplification, mechanoelectric converters are additionally introduced into the device, which complicates the device, increases its cost, and limits functionality.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является датчик для измерения деформации, состоящий из рабочего элемента в виде слоя из токопроводящего углеродного покрытия, выполненного на основе эластичного полимерного материала [2]
Недостатком известного датчика является сравнительно невысокая чувствительность из-за низкого коэффициента тензочувствительности углерода.Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a sensor for measuring strain, consisting of a working element in the form of a layer of conductive carbon coating made on the basis of an elastic polymer material [2]
A disadvantage of the known sensor is the relatively low sensitivity due to the low coefficient of carbon sensitivity.

Кроме того, из-за большого значения удельного сопротивления углерода практически невозможно получить тензодатчик с малым общим сопротивлением, что приводит к увеличению питающих измерительную схему напряжений. In addition, due to the large value of the carbon resistivity, it is practically impossible to obtain a strain gauge with a low total resistance, which leads to an increase in the voltages supplying the measuring circuit.

Целью изобретения является повышение чувствительности тензодатчика, повышение экономичности, что достигается за счет увеличения относительного удлинения, уменьшения удельного сопротивления тензочувствительного слоя. The aim of the invention is to increase the sensitivity of the strain gauge, increase efficiency, which is achieved by increasing the elongation, reducing the resistivity of the strain-sensitive layer.

Это достигается тем, что в известном датчике на эластичной основе нанесен токопроводящий слой, который выполнен из мелкодисперсного полупроводникового материала. This is achieved by the fact that in the known sensor on an elastic basis a conductive layer is applied, which is made of finely dispersed semiconductor material.

Для уменьшения удельного сопротивления в мелкодисперсный полупроводниковый материал добавлен мелкодисперсный металлический порошок, процентное соотношение полупроводникового и металлического материала подбирается в зависимости от необходимого удельного сопротивления тензоэлемента. To reduce the resistivity, finely dispersed metal powder is added to the finely dispersed semiconductor material, the percentage ratio of the semiconductor and metallic material is selected depending on the required resistivity of the strain gauge.

Материал основы может быть как электропроводящим, так и не электропроводящим, лишь бы он был высокоэластичным. The base material can be either electrically conductive or non-conductive, if only it is highly elastic.

Описанный тензоэлемент работает следующим образом. Снабженный выводами он закрепляется на объект, включается в электрическую схему и при деформации измеряемого объекта деформируется, что вызывает изменение сигнала на выходе электрической схемы. The described strain element works as follows. Equipped with conclusions, it is fixed to the object, included in the electrical circuit and is deformed when the measured object is deformed, which causes a change in the signal at the output of the electrical circuit.

Описываемый тензоэлемент может быть изготовлен следующим способом. Мелкодисперсный порошок добавляется в резину при ее изготовлении и из полученной массы формируется чувствительный элемент любой формы. The described strain element can be made in the following way. Fine powder is added to the rubber during its manufacture and a sensitive element of any shape is formed from the resulting mass.

Либо нить из эластичного материала протягивается через суспензию из полупроводникового порошка, связующего состава, растворителя и при необходимости металлического порошка. Либо упругий эластичный материал пропускается через фильеру, получают трубчатый элемент, который заполняется смесью мелкодисперсного полупроводникового материала (или в сочетании с мелкодисперсным проводящим материалом). Or a thread of elastic material is drawn through a suspension of semiconductor powder, a binder, a solvent and, if necessary, a metal powder. Either elastic elastic material is passed through a die, a tubular element is obtained, which is filled with a mixture of finely dispersed semiconductor material (or in combination with finely dispersed conductive material).

Предлагаемый тензоэлемент позволяет повысить коэффициент тензочувствительности, удобен в обращении, экономичен. The proposed strain gauge allows you to increase the coefficient of strain sensitivity, easy to use, economical.

Claims

1. A strain gauge containing an elastic base of elastic material and a conductive filler or coating, characterized in that, in order to increase its sensitivity and economy, the conductive filler or coating is made of finely divided semiconductor material.

2. The strain gauge according to claim 1, characterized in that a metal powder is introduced into the finely divided semiconductor material.