Pomiar odkształceń, który wykonuje się przy wykorzystaniu elektrycznych tensometrów oporowych polega na tym, że mierzy się zmiany oporności AR. Powstają one na skutek odkształcenia drutu czujnika (program uprawnienia budowlane). Zmianę oporności AR mierzy się wykorzystując jedną z powszechnych metod elektrycznych.
Urządzenia pomiarowe, które wykorzystuje się w tensometrii oporowej, wykonuje się najczęściej w układzie:
– mostka Wheathestone’a,
– potencjometrycznym.
Z kolei układ potencjometryczny stosuje się najczęściej, żeby wykonywać pomiary dynamiczne. Dotyczy to w szczególności sytuacji, kiedy mają miejsce krótkotrwałe przebiegi zmienne. W danym układzie na zaciskach ab otrzymuje się składową zmienną spadku napięcia na oporze Rx. Składowa ta jest odpowiednio wzmocniona i przekazywana na urządzenie rejestrujące (oscylograf katodowy).
Pomiar odkształceń
Układ mostka Wheathestone’a
Wykorzystując mostek Wheathestone’a można wykonywać pomiary oporności metodą porównawczą. Jest on złożony z 4 gałęzi. Włączone są do nich opory R1, R2, R3 oraz R4 (program z aktami na uprawnienia budowlane). Do przekątnej AC mostka dołączone jest napięcie ze źródła prądu stałego E, natomiast w przekątną DD włączony jest galwanometr. Potencjały w punktach B oraz D muszą być takie same, żeby nie płynął prąd przez galwanometr. Należy więc przyjąć liniową zależność Jg = f (AR). W związku z tym wychylenie wskazówki galwanometru będzie proporcjonalne do zmian oporności, czyli do zmian włókien powierzchni, na której naklejono tensometr włączony w jedną gałąź mostka.
W zależności od potrzeb aparatura do pomiaru odkształceń może stanowić prosty układ mostka Wheathestone’a lub też dodatkowo zawierać wzmacniające układy elektronowe. Mostek ten jest najprostszym miernikiem zmian oporu elektrycznego. W konkretnym przypadku włącza się tensometr czynny oraz kompensacyjny zamiast oporów R1 oraz R2. Zadaniem tensometru kompensacyjnego jest kompensacja wpływu zmian temperatury.
Mostek zeruje się przed każdym pomiarem za pomocą zmiennego opornika (potencjometru) P. Zmiany oporu tensometru TC, które wywołano odkształceniem, doprowadzają do rozstroju mostka, a także do wychylenia plamki świetlnej lub strzałki galwanometru. Dzięki odczytaniu na AR skali wychylenia galwanometru udaje się wyznaczyć wielkość e. Każde następne obciążenie lub odciążenie zwiększa lub zmniejsza wychylenie, a więc i odczyt. Pomiar ten nazywa się metodą wychyłową. Z kolei do badań statycznych zastosowanie znajduje tzw. metoda zerowa (segregator z aktami prawnymi do egzaminu na uprawnienia budowlane).
W przypadku tego układu pomiary są wykonywane poprzez zrównoważenie mostka przed i po obciążeniu. Mostek doprowadza się do zrównoważenia za pomocą zmiennego, wycechowanego oporu regulowanego. Różnica wartości odczytu przed obciążeniem (przy zrównoważonym mostku) i po obciążeniu (mostek ponownie zrównoważony) daje w zależności od skali przyrządu wartość.
Galwanometry lusterkowe o czułości 10-8 A są przyrządami, które są bardzo wrażliwymi na wstrząsy. Stosuje się je praktycznie wyłącznie do badań laboratoryjnych. Z tego względu do badań w terenie i w laboratoriach wykorzystuje się układy elektronowe. W przypadku tych układów sygnał elektryczny przy rozstrojonym mostku jest wzmacniany, a galwanometrem jest miliamperomierz. Takie mostki zasila się prądem zmiennym. Dzięki temu udaje się wyeliminować efekt termoelektryczny.
Pomiar obciążeń dynamicznych
Aby móc zmierzyć wielkość e przy obciążeniach dynamicznych, wykorzystuje się do tego aparatury z odpowiednimi rejestratorami, które dają wykres. Do grona takich rejestratorów zalicza się:
– oscylografy katodowe,
– oscylografy pętlicowe,
– pisaki różnego rodzaju,
Tensometry indukcyjne działają na zasadzie pomiaru odkształcenia badanego elementu. Powoduje on zmianę położenia zwory 2 w stosunku do rdzenia 1. Wywołuje to zmianę oporności całkowitej układu. Zmiany te wykazuje układ mostkowy lub transformatorowy, który łączy się z cewkami.
W przypadkach znacznych przesunięć zwory w stosunku do rdzenia występuje zjawisko nieliniowości wskazań i wygodniej jest stosować czujnik z przesuwnym rdzeniem.
