Назначение
Тензорезисторы TML (далее - тензорезисторы) предназначены для измерения деформаций деталей машин и конструкций при статических и динамических нагрузках, а также для применения в качестве чувствительных элементов первичных преобразователей различных физических величин.
Описание
Принцип действия тензорезисторов основан на тензорезистивном эффекте, то есть на свойстве проводников изменять электрическое сопротивление при объемном или линейном деформировании.
Конструктивно тензорезисторы состоят из чувствительного элемента, изготовленного из тонкой фольги или проволоки, закрепленной с помощью связующего на подложке. От воздействия внешних факторов окружающей среды чувствительный элемент тензорезисторов сверху защищен пленочным слоем непроводящего материала (протекторная защита).
Конструктивные конфигурации тензорезисторов:
- одиночные тензорезисторы для измерения одноосевой деформации;
- двух-, трех-, четырех- и многокомпонентные тензорезисторы для определения значения и направления деформаций при сложнонапряженном состоянии (тензорезисторные розетки);
- тензорезисторные цепочки для исследования распределения деформации в зоне концентрации напряжения.
Условное обозначение тензорезисторов имеет следующий вид:
[I] [II] [III] - [IV] - [V] - [VI]
Группа символов [I] обозначает область применения тензорезисторов:
- F/CCF/EF/EU/UF/UBF/BF/BTM - тензорезисторы общего применения;
- WF - тензорезисторы во влагозащищенном исполнении;
- P/PF - тензорезисторы c подложкой из сложных полиэфиров;
- FLM/WFLM/AW/AWC - тензорезисторы с металлической подложкой;
- MF - тензорезисторы с уменьшенной шириной чувствительного элемента;
- YEF/YF/YHF - тензорезисторы, работающие в условиях больших деформаций;
- DSF - высокопрочные тензорезисторы для применения в ресурсных циклических испытаниях;
- LF/PFLW/PLW/GF - тензорезисторы для использования на низкоэластичных поверхностях;
- CF/CEF/QF/ZF - тензорезисторы для использования в широком температурном диапазоне;
- SF - тензорезисторы для использования при повышенных напряжениях в исследуемых объектах.
Группа символов [II] обозначает конструктивное исполнение тензорезисторов - количество, расположение и вид чувствительных элементов, расположенных на одной подложке:
- L/LA/LK/LX/LG/BX/BY - один чувствительный элемент (одиночный тензорезисор);
- C/CA/CAL/LC/CS/CB/BC/CM/CMX/CMY - два чувствительных элемента (тензорези-сторная розетка);
- R/LR/RA/RAL/RAS/RS - три чувствительных элемента (тензорезисторная розетка);
- XV/YV/BXV/BYV - пять чувствительных элементов, расположенных соосно (тензорезисторная цепочка);
- XX/YX - десять чувствительных элементов, расположенных соосно (тензорезисторная цепочка);
- CV - пять пар чувствительных элементов, расположенных соосно, главные оси в каждой паре которых ориентированы под углом 90° друг к другу (тензорезисторная цепочка);
- А, LT - чувствительный элемент с главной осью, расположенной под углом 45° к оси подложки;
- СТ - чувствительный элемент с двумя главными осями, расположенными под углом 45° к оси подложки и под углом 90° друг к другу.
Группа символов [III] (буквенный индекс «В») обозначает наличие специальной конфигурации мест под пайку (при отсутствии специальной конфигурации мест под пайку не указывается).
Группа символов [IV] - номинальная база, мм. Для тензорезисторов c металлической подложкой или общего назначения после величины длины базы в ряде случаев дополнительно могут быть указаны буквенные индексы «A» «B» «С» «CTA», например, 1A, 8B, 1C, 6CTA.
Группа символов [V] - номинальное электрическое сопротивление, Ом (для номинального электрического сопротивления 120 Ом не указывается).
Группа символов [VI] - температурный коэффициент линейного расширения материала без множителя 10-6, при установке на который тензорезистор является термокомпенсирован-ным,°С-1 (для нетермокомпенсированных тензорезисторов не указывается).
В условное обозначение тензорезисторов допускается после группы символов [VI] включать дополнительные сведения, не относящиеся к метрологическим характеристикам тензоре-зистора, например, обозначение кабеля при наличии его в комплекте поставки.
Примеры условного обозначения тензорезисторов:
- FLA-5-23 - тензорезистор общего применения с одним чувствительным элементом, номинальной базой 5 мм, номинальным электрическим сопротивлением 120 Ом и температурным коэффициентом линейного расширения 23 10-6 °С-1;
- ZFCA-3-350-11 - тензорезистор для использования в широком температурном диапазоне с двумя чувствительными элементами, расположенными на одной подложке, номинальной базой 3 мм, номинальным электрическим сопротивлением 350 Ом, температурным коэффициентом линейного расширения 1110-6 °С-1;
- FLAB-1-11 - тензорезистор общего применения с одним чувствительным элементом, наличием специальной конфигурации мест под пайку, номинальной базой 1 мм, номинальным электрическим сопротивлением 120 Ом, температурным коэффициентом линейного расширения 1110-6 °С-1;
- FCT-2-350-11 - тензорезистор общего применения, чувствительный элемент которого выполнен с двумя главными осями, расположенными под углом 45° к оси подложки и под углом 90° друг к другу, номинальной базой 2 мм, номинальным сопротивлением 350 Ом, температурным коэффициентом линейного расширения 1110-6 °С-1;
- QFLT-05A-11-002LE - тензорезистор для использования в широком температурном диапазоне, чувствительный элемент которого выполнен с главной осью, расположенной под углом 45° к оси подложки, номинальной базой 0,5 мм, номинальным электрическим сопротивлением 120 Ом, температурным коэффициентом линейного расширения 1110-6 °С-1.
Общий вид тензорезисторов представлен на рисунке 1.
А.
fl-H
I
I)
T~i
1
J1 ч
Рисунок 1 - Общий вид тензорезисторов TML Пломбирование тензорезисторов не предусмотрено.
Программное обеспечение
отсутствует.
Технические характеристики
Метрологические характеристики тензорезисторов приведены в таблице 1, основные технические характеристики в таблицах 2-4.
Таблица 1 - Метрологические характеристики тензорезисторов
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений деформации, млн-1 | ±5000 |
| Номинальное сопротивление1^ Ом | 60; 100; 120; 200; 350; 400; 700; 1000 |
| Предельное относительное отклонение сопротивления в партии от номинального1), % | ±0,3; ±0,5; ±1,0 |
| Среднее значение чувствительности при нормальных условиях | от 1,4 до 3,5 |
| Среднее квадратическое отклонение (СКО) чувствительности при нормальных условиях, % | 1; 2; 3 |
| Нелинейность функции преобразования при нормальных условиях^, % | 1; 2; 3; 5 |
| Среднее значение температурного коэффициента чувствительности1) 2), %/10°С | ±0,1; ±0,2; ±0,3 |
| СКО температурного коэффициента чувствительности^, %(10°С)-1 | 0,005 |
| Температурная характеристика сопротивления (ТХС)2), млн-1 | f(t) = C0 + Q •t + C2 •t2 + C3 •t3 + C4 •t4 где t - температура в °С; С0, С1, С2, С3, С4 - коэффициенты |
| Наименование характеристики | Значение |
| СКО погрешности аппроксимации ТХС1) 2), млн-1 | 25; 50 |
| Максимальное абсолютное значение ТХС в рабочей области значений температуры^ 2), млн-1 | 200; 400; 800 |
| СКО значения ТХС при максимальной температуре^ 2), млн-1 | 20; 50 |
| Индивидуальная ТХС в свободном состоянии3), млн-1, | f(t) = C0 + Q •t + C2 •t2 + C3 •t3 + C4 •t4 где t - температура в °С; С0, С1, С2, С3, С4 - коэффициенты |
| СКО погрешности аппроксимации индивидуальной ТХС в свободном состоянии^ 3), млн-1 | 25; 50 |
| Максимальное значение индивидуальной ТХС в свободном состоянии в рабочей области значений температуры^ 3), млн-1 | 450; 800 |
| СКО погрешности аппроксимации разностной ТХС1) 3), млн-1 | 25; 50 |
| СКО значения разностной ТХС при максимальной температуре1)3), млн-1 | 50; 100 |
| Значения ТХС внутри интервала термокомпенсации, млн-1 | от -100-K до 100-K, где К - среднее значение чувствительности при нормальных условиях |
| Среднее значение ползучести при нормальных условиях за промежуток времени 1 ч1), % | 0,3; 0,5; 1,0 |
| СКО ползучести при нормальных условиях за промежуток времени 1 ч1), % | 0,1; 0,25; 0,5 |
| Среднее значение ползучести при максимальной температуре за промежуток времени 1 ч1), % | 1,0; 3,0; 5,0 |
| СКО ползучести при максимальной температуре за промежуток времени 1 ч1), % | 0,5; 1,5; 2,0 |
| Под нормальными условиями понимаются: температура от 20 до 25 0С, относительная влажность от 30 до 60 %, атмосферное давление от 96 до 104 кПа. 1) Действительное значение характеристик указывается в паспорте. 2) Для тензорезисторов модификации DSF не нормируется 3) Нормируется только для привариваемых тензорезисторов |
Таблица 2 -Н
оминальные сопротивление, база, длина и ширина подложки тензорезисторов
Условное
обозначение
Номинальное
Внешний вид
сопротивление,
Ом
Номинальная база, мм
Длина подложки, мм
Ширина подложки, мм
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
FLA
от 0,2 до 30
от 2 до 40
от 2 до 9
FLK
120, 350
от 1 до 10
от 4,2 до 17,2
от 1,2 до 4,0
100, 120, 200, 350, 400
UFLA
от 0,2 до 10
от 1,8 до 19
от 1,5 до 4,8
UFLG
120, 350
от 0,2 до 5
от 2,5 до 10
от 2,5 до 3,5
UFLK
120, 350
от 1 до 10
от 4,2 до 17,2
от 1,2 до 4,0
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
FCA
от 0 4,5 до 0 17
от 0,5 до 10
100, 120, 200, 350, 400
UFCA
от 0 4,5 до 0 17
от 0,5 до 10
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
FRA
от 0 4,5 до 0 17
от 0,5 до 10
100, 120, 200, 350, 400
UFRA
от 0 4,5 до 0 17
от 0,5 до 10
FLT
120, 350
от 0,5 до 5
от 3,8 до 24
от 1,2 до 12
100, 120, 200, 350, 400
FCT
от 1 до 5
от 3,5 до 26
от 3,3 до 15.5
FCB
120, 350
от 1 до 6
от 4,2 до 10
от 4 до 13
от 0 4,5 до 0 17
FR
120, 350
от 0,5 до 10
EUBC
от 0 2,2 до 0 12
120, 350
от 0,6 до 3
FRAS
120, 350
от 0,5 до 5
от 2,4 до 25
от 2,4 до 25
FXV
120, 350
от 1 до 3
от 4 до 15
от 11 до 28
FYV
120, 350
от 1 до 3
от 4 до 15
от 11 до 28
FBXV
120, 350
от 0,4 до 3
от 5,2 до 9,1
от 7 до 12
FBYV
120, 350
от 0,6 до 3
от 5,2 до 9,1
от 6,8 до 12
FCV
120, 350
от 1 до 3
от 7 до 11,4
от 11,8 до 19
-таш-
FBX
120, 350
от 0,4 до 1
от 5,2 до 7
от 0,9 до 2
FBY
120, 350
от 0,6 до 1
от 5,1 до 7
от 0,9 до 2
FLX
120, 350
от 0,4 до 1
от 3 до 5,2
от 0,8 до 2
CCFXX
120, 350
1
16,4
4,5
FLGB
120, 350
от 0,2 до 5
от 2,5 до 10
от 2,5 до 3,5
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
FLAB
от 0,2 до 30
от 2 до 40
от 2 до 9
FLKB
120, 350
от 1 до 10
от 4,2 до 17,2
от 1,2 до 4,0
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
FCAB
от 0 4,5 до 0 17
от 0,5 до 10
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
FRAB
от 0 4,5 до 0 17
от 0,5 до 10
100, 120, 200, 350, 400
WFLA
3, 6
17, 25
8, 11
WFCA
120, 350
3, 6
19, 25
16, 21
WFRA
120, 350
3, 6
19, 25
16, 21
QFLG
120, 350
от 0,2 до 5
от 2,5 до 10
от 2,5 до 3,5
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
QFLA
от 0,2 до 10
от 1,8 до 19
от 1,5 до 12
QFLK
120, 350
от 1 до 10
от 4,2 до 17,2
от 1,2 до 9,0
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
QFCA
от 0,5 до 6
от 5,2 до 19
от 5,2 до 19
100, 120, 200, 350, 400
QFCB
от 1 до 6
от 4,2 до 10
от 4 до 13
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
QFRA
от 0,5 до 6
от 5,2 до 19
от 5,2 до 19
QFLT
120, 350
от 0,5 до 5
от 3,8 до 24
от 1,2 до 12
QFXV
120, 350
от 1 до 3
от 4 до 15
от 11 до 28
QFYV
120, 350
от 1 до 3
от 4 до 15
от 11 до 28
QFBXV
120, 350
от 0,4 до 3
от 5,2 до 9,1
от 7 до 12
QFBYV
120, 350
от 0,6 до 3
от 5,1 до 9,1
от 6,8 до 12
QFBX
120, 350
от 0,4 до 1
от 5,2 до 7
от 0,9 до 2
QFBY
120, 350
от 0,6 до 1
от 5,1 до 7
от 0,9 до 2
QFLX
120, 350
от 0,4 до 1
от 3 до 5,2
от 0,8 до 2
100, 120, 200, 350, 400
QFCT
от 1 до 5
от 3,5 до 26
от 3,3 до 15,5
ZFLK
120, 350
от 1 до 10
от 4,2 до 17,2
от 1,0 до 4,0
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
ZFLA
от 1 до 10
от 6 до 21,5
от 3 до 8,3
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
ZFCA
от 1 до 6
от 8,5 до 22
от 8,5 до 22
ZFCAL
от 0 5,4 до 0 16
120, 350
от 1 до 6
60, 100, 120, 200, 350, 400, 700, 1000
ZFRA
от 1 до 6
от 8,5 до 22
от 8,5 до 22
ZFRAL
от 0 5,4 до 0 16
120, 350
от 1 до 6
EFLK
120, 350
0,2
1,6
1,2
EFLX
120, 350
0,2
1,2
EFCA
0 3,8
120, 350
0,5
EFRA
0 3,8
120, 350
0,5
CEFLA
120, 350
от 1 до 6
от 3,8 до 10,8
от 2 до 3,2
CFLA
120, 350
от 1 до 6
от 5,2 до 12,7
от 3 до 4,5
CFCA
120, 350
1; 3
7,2; 11
7,2; 11
CFRA
120, 350
1; 3
7,2; 11
7,2; 11
ч|- —тя=
AW
120, 350
6
24
5
AWC
120, 350
от 2 до 8
от 14 до 30
5
От 60 до 120
PL
120, 350
от 72 до 136
от 8 до 10
PLC
120, 350
60
74
74
PLR
120, 350
60
74
74
PFL
120, 350
от 10 до 30
от 17,3 до 40,2
от 4,8 до 7,2
УТч-
PFLC
120, 350
от 20 до 30
от 27 до 41
от 27 до 41
PFLR
120, 350
от 20 до 30
от 27 до 41
от 27 до 41
FLM
120, 350
30, 60
60, 90
18
WFLM
120, 350
30, 60
60, 90
18
UBFLA
120, 350
от 0,3 до 1
от 3,4 до 4,5
от 2 до 2,5
BFLA
120, 350
от 2 до 5
от 7 до 13,3
от 2 до 3,8
BFCA
120, 350
от 2 до 5
от 7 до 12,5
от 7 до 12,5
BFRA
120, 350
от 2 до 5
от 7 до 12,5
от 7 до 12,5
GFCA
120, 350
3
10,5, 15
10,5, 15
GFRA
120, 350
3
10,5, 15
10,5, 15
LFLA
120, 350
10
18,5
5,3
PFLW
120, 350
30
40
7
•w
УТч-
PLW
120, 350
60
74
8
120, 350
от 2 до 5
от 4,5 до 8,1
от 1,5 до 2,5
MFLA
120, 350
60
64
5
MFCAL
0 7
120, 350
2
MFRAL
0 7
120, 350
2
YEFLA
120, 350
от 2 до 20
от 6,5 до 27
от 3,5 до 5,1
YFLA
120, 350
от 2 до 20
от 6,5 до 27
от 3,5 до 5,1
YEFCA
120, 350
от 2 до 5
от 9 до 15,5
от 9 до 15,5
YEFRA
120, 350
от 2 до 5
от 9 до 15,5
от 9 до 15,5
YHFLA
120, 350
от 2 до 5
от 7 до 12
от 2,5 до 3,2
Номинальное
сопротивление,
Ом
Условное
обозначение
Номинальная база, мм
Длина подложки, мм
Ширина подложки, мм
Внешний вид
от 7 до 12
DSFLA
120, 350
от 2 до 5
от 3 до 3,5
SFA
120, 350
4
9
6
FCM
120, 350
2,8
12
8,5
от 10 до 16
EFCM
120, 350
от 1 до 3
от 2 до 5
EFCMX
120, 350
3
8
7,5
EFCMY
120, 350
3
10
6,5
120, 350
от 5,4 до 12,2
от 1,2 до 1,9
от 1 до 6
BTM
Примечание: фактическое значение электрического сопротивления указывают на упаковке тензорезисторов (по заявке заказчика тензорезисторы могут иметь параметры базы, электрического сопротивления и габаритные размеры, отличные от указанных в таблице)._
Таблица 3 - Предельные деформации, предельные пониженные температуры, рабочие области значений температуры и диапазоны термокомпенсации тензорезисторов
| Условное обозначение | _ * Предельная деформация, млн-1 | _ * Предельная пониженная температура, °С | Рабочая область значений температуры, °С | Диапазон термокомпенсации, °С |
| F, CCF, EF, EU, UF | ±50000 | -196 | от -40 до +150 | от +10 до +100 |
| UBF, BF | ±30000 | -70 | от -40 до +200 | от +10 до +80 |
| ВТМ | ±5000 | -10 | от -10 до +80 | - |
| WF | ±30000 | -10 | от -10 до +80 | от +10 до +80 |
| Р, PF | ±20000 | -70 | от -40 до +80 | от +10 до +80 |
| FLM, WFLM | ±5000 | -70 | от -40 до +80 | от +10 до +80 |
| AW | ±5000 | -196 | от -40 до +300 | от +10 до +100 |
| AWC | ±5000 | -196 | от -40 до +100 | от +10 до +100 |
| MF | ±10000 | -196 | от -40 до +80 | - |
| YEF | ±150000 | -20 | от -20 до +80 | - |
| YF | ±200000 | -20 | от -20 до +80 | - |
| YHF | ±400000 | -20 | от -20 до +80 | - |
| DSF | ±50000 | -60 | от 20 до +200 | - |
| LF | ±30000 | -20 | от -20 до +80 | от +10 до +80 |
| PFLW, PLW | ±20000 | -20 | от -20 до +80 | от +10 до +80 |
| GF | ±30000 | -20 | от -20 до +80 | - |
| CF | ±10000 | -269 | от -40 до +80 | от -40 до +80 |
| CEF | ±10000 | -269 | от -40 до +200 | от -40 до +80 |
| QF | ±30000 | -196 | от -40 до +200 | от +10 до +100 |
| ZF | ±10000 | -196 | от -40 до +300 | от +10 до +100 |
| SF | ±30000 | -70 | от -40 до +200 | от +10 до +100 |
| * Заявленные производителем значения деформации и пониженной температуры после воздействия которых тензорезисторы сохраняют работоспособность. |
Таблица 4 - Общие технические характеристики для всех модификаций тензорезисторов
| Наименование характеристики | Значение |
| Максимальный рабочий ток питания, мА | 25 |
| Минимальное значение сопротивления изоляции в рабочей области значений температуры, МОм | от 50 до 200 |
| Масса, г, не более | 30 |
| Вероятность безотказной работы за 107 циклов нагружения, не менее, для тензорезисторов DSF при знакопеременной деформации ±3000 млн-1; для остальных тензорезисторов при знакопеременной деформации ±1000 млн-1 | 0,97 |
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы эксплуатационной документации типографским способом. Комплектность средства измерений
Таблица 5 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество, шт. |
| Тензорезисторы TML | [I] [II] [III] - [IV] - [V] - [VI] | в соответствии с заказом |
| Тензорезисторы TML. Паспорт | Тензорезисторы TML. Паспорт | 1 (на партию) |
| Тензорезисторы TML. Руководство по эксплуатации | Тензорезисторы TML. Руководство по эксплуатации | 1 (на партию) |
| Тензорезисторы TML. Методика поверки | МП 4.28.011-2020 | 1 (на заказ) |
| Упаковка | - | Количество определяется заказом |
Поверка
осуществляется по документу МП 4.28.011-2020 «Тензорезисторы TML. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ЦАГИ» 26 февраля 2020 г.
Основные средства поверки:
- установка температурная воспроизведения и измерения деформации ТП-2 (регистрационный номер эталона 3.1.АОЛ.0116.2017), диапазон воспроизведения деформации ±1000 млн-1; диапазон воспроизведения температуры от 20 до 600 °С, относительная погрешность воспроизведения деформации и температуры ±1 %;
- установка воспроизведения и измерения деформации УВИД-М (регистрационный номер эталона 3.1.АОЛ.0115.2017), диапазон воспроизведения деформации ±5000 млн-1, относительная погрешность воспроизведения деформации ±0,45 %;
- модуль измерительный для резистивных мостовых схем NI PXI 433х (Регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 45501-10), диапазон измерений: ±25 мВ/В, погрешность измерений: ±(0,0005 X+0,1758), где Х измеренное значение, мВ.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых тензорезисторов с требуемой точностью.
Знак поверки наносится в свидетельство о поверке и в паспорт на партию тензорезисторов.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе
Нормативные документы, устанавливающие требования к тензорезисторам TML
ГОСТ 20420-85 «Тензорезисторы. Термины и определения»
Техническая документация «Tokyo Measuring Instruments Laboratory Co., Ltd.», Япония
79148-20: Методика поверки МП 4.28.011-2020Скачать9.3 Мб
810-53