Page 96 - 399_

94 Розділ 4. Вимірювання деформації, сили, тиску і потоку

П'єзоелектричні перетворювачі сили застосовуються там, де сила,
що буде вимірюватися, носить динамічний характер (тобто змінюється
на вимірюваному інтервалі часу, порядку декількох мс). Дані пристрої
використовують ефект зміни заряду, що має місце в деяких матеріалах,
коли вони піддаються механічним напругам. Фактично, п'єзоелектричні
перетворювачі є перетворювачами зсуву з достатньо великим зарядом
на виході при малому механічному навантаженні, і вони часто
використовуються, як перетворювачі сили, враховуючи, що в пружних
матеріалах зсув пропорційний прикладеній силі.
П'єзоелектричні прилади дають значну вихідну напругу в таких
пристроях, як акселерометри. Їх вихідний імпеданс є великим і для
нормування сигналів потрібні зарядочутливі підсилювачі з малою
вхідною ємністю. Детальніше це питання розглядається в розділі 5.
Тензометричний перетворювач можна використовувати для
вимірювання сили, як показано на рис. 4.4. Тут прикладена сила злегка
деформує консольну балку. Для вимірювання використовуються чотири
тензорезистора, закріплених на балці: два на верхній поверхні і два на
нижній. Тензометричні перетворювачі включаються по повномостовій
схемі. Дана схема дає максимум чутливості і лінійності і забезпечує, у
першому наближенні, компенсацію температурного дрейфу окремих
резисторів.

ЖОРСТКА БАЛКА

СИЛА

Рисунок 4.4 - Тензометричний балковий динамометр

Тензометричні перетворювачі є низькоімпедансними пристроями,
тому вони вимагають значної потужності збудження для одержання
прийнятних рівнів вихідної напруги. Типовий тензомостовий
перетворювач має, у загальному випадку, імпеданс 350  (і
специфікується як пристрій, що має чутливість, яка виражається в мВ
повної шкали на вольт напруги збудження. На рис. 4.5 показано