3. Практичні вказівки до розв'язування задачі.

Завдання лабораторної роботи полягає у вимірюванні деформації та механічного напруження в консольній балці лабораторного макета (рис. 3).З цією метою на дві протилежні сторони балки наклеєні два однотипні тензорезистори і , один з яких при згинанні балки розтягується, а другий – стискується. Для згинання балки використовується мікрогвинт МГ, а для контролю прогину f – мікрометр М.

Для визначення відносної зміни опорів тензорезисторів їх вмикають у два сусідні плеча моста (рис.2,б), а в двох інших плечах використовують магазин опорів і . Живлення моста здійснюють від регульованого джерела стабілізації напруги , а для вимірювання вихідної напруги моста в діагональ нуль-індикатора вмикають цифровий мілівольтметр.

Значення опорів і . визначають з умови забезпечення зрівноважування моста при відсутності деформації балки, що необхідно через наявність різниці між опорами тензорезисторів.

Ці опори доцільно вибрати такими, щоби зміні опору магазина значення одиниці найменшої декади відповідала зміна вихідної напруги моста на одиницю найменшого розряду цифрового мілівольтметра .За цієї умови під час зрівноважування моста буде забезпечена мінімальна похибка квантування.

Для схеми рис. 2, б зміна напруги , спричинена зміною опору плеча і (або ). на , за умови використання мілівольтметра з великим вхідним опором.

або, враховуючи, що і

(7)

Звідки для і .

(8)

Напругу живлення моста визначають, виходячи із заданого допустимого значення струму тензорезистора за якого перегрів тензорезистора не перевищує допустимого значення. Для схеми рис.2,б.

(9)

Визначивши значення , слід перевірити, чи потужність, розсіювана в магазинах опору не перевищить номінального значення Рн для використовуваного магазина. У разі необхідності цю потужність можна зменшити, збільшивши опори R1 і R2 лбшбшбшлрозсіювана в.

(10)

4. Практичні вказівки до виконання експерименту.

Для експериментального визначення деформацій і механічних напружень, що виникають у балці при її згинанні необхідно:

а) скласти схему рис.2 б, на магазинах опору встановити визначені раніше значення R1 і R2;

б) підготувати до роботи цифровий мілівольтметр та джерело живлення моста згідно їх інструкціями до експлуатації.

Рис. 3 – схематичне зображення макета для визначення деформації та механічного напруження в консольній балці

Відносну зміну опорів тензорезисторів під час згинання балки можна визначити методом зрівноваженого моста або методом не зрівноваженого моста.

Метод зрівноваженого моста полягає в наступному :

1) за допомогою мікрогвинта розвантажують балку;

2) вмикають джерело живлення і встановлюють визначене значення Ucт.

3) зрівноважують міст (добиваються, щоб Umv=0 ) за допомогою магазина опору R1 (або R2) та записують його опір R'.

4) за допомогою мікрогвинта М здійснюють заданий прогин балки і знову зрівноважують міст за допомогою цього ж магазина опору та записують його опір R''

5) враховуючи, що під час зрівноваження зміна опору одного плеча компенсувала зміну опорів двох плечей (тензорезисторів), знаходять відносну зміну опору одного тензорезистора

(10)

Метод незрівноваженого моста.

На відміну від попереднього у цьому методі зрівноважують міст тільки один раз – коли балка ще не навантажена. Потім після здійснення заданого прогину її визначають значення за напругою Umv на виході моста, виміряна вольтметром.

Напруга Umv зв'язана зі зміною опорів тензорезисторів залежністю (рис.2,б)

,

звідки, враховуючи, що і , маємо

(11)

і остаточно (12)

Перевага цього методу полягає у відсутності необхідності зрівноважування моста під час деформації балки, що значно прискорює вимірювання і дає можливість, наприклад, змінивши мілівольтметр на осцилограф, спостерігати швидкозмінні деформації.

Основні формули для розрахунку:

;

;

де К – коефіцієнт тензочутливості К=2,5;.

Е – модуль пружності матеріалу;

R – опір тензорезистора R=100 Ом.

Модуль пружності вибираємо з таблиці 1.

Матеріал	ГПа	кгс/мм2
Алюміній……………… Бетон…………………... Вольфрам……………… Залізо…………………... Граніт………………….. Мідь……………………. Никель…………………. Платина……………….. Резина…………………. Ртуть (при t= -40C)……. Свинець………………… Срібло………………….. Сталь легована………… Сталь виклецева………. Скло……………………. Текстоліт………………. Титан…………………… Хром…………………….	70-71 14,6 – 23,2 415 190-210 49 105-130 205 170 0,9 103 16-17 70-82 210-220 200-210 50-60 6,0-10,0 112 240-250	7000-71000 1460 – 2320 41500 190000-21000 4900 10500-13500 20500 17000 90 10300 1600-1700 7000-8200 21000-22000 20000-21000 5000-6000 600-1000 11200 24000-25000

Результати експериментів та обчислень записати в таблицю 1.

Таблиця 2.

№п/п	Ucт	UmV				k		E
1	5V			100
2	5V			100

5. Зміст звіту

1. Мета роботи

2. Завдання

3. Розв`язок задачі

4. Схеми експерименту

5. Таблиця запису результату експерименту (таблиця 1)

6. Формули для обчислень всіх величин, що входять до таблиці 1.

7. Технічні характеристики використаних засобів вимірювань.

8. Висновок