Ки — чувствительность при температуре (0.
По полученным данным рассчитывают выборочное среднее значение температурного коэффициента чувствительности н выборочное ско.
Допускается определять функцию влияния температуры на чувствительность по п. 4.2 табл. 1 вместо температурного .коэффициента чувствительности.
В этом случае при выполнении требований п. 4.7.4 балку с тен- зорезисторами последовательно нагревают (охлаждают) ступенями от температуры i0 до максимальной (минимальной) темпе» ратуры, выполняя на каждой ступени рабочий цикл нагружения. Число ступеней должно быть не менее пяти, включая температуру to-
Для каждого тензорезистора, для каждой ступени значение функции влияния температуры на чувствительность (Фг/.;) рассчитывают по формуле где Кц і — чувствительность при температуре
і — номер ступени температуры, /=1, 2,..., т; т — число ступеней.
По полученным данным рассчитывают выборочное среднее значение функции влияния для каждой ступени и выборочное СКО для максимальной (минимальной) температуры. Используя полученные средние значения, методом наименьших квадратов рассчитывают коэффициент В аппроксимирующего полинома первой степени по формуле
Ф(^)=1+5(^-^ф), (8)
где Лл — температура (задается в ТУ), выше (ниже) которой следует учитывать функцию влияния; для по-
л
ЛИНОМ имеет ВИД Ф (0 = 1.
СКО погрешности аппроксимации рассчитывают по формуле (18).
Определение температурной х а р а к т е р и с- т и к и сопротивления (ТХС) и максимального значения ТХС в рабочей области значений температуры
При определении ТХС по п. 5.1 табл. 1 тензорезисторы должны быть установлены на образец с известным коэффициентом линейного расширения, значение которого должно быть указано в ТУ. Образец не должен иметь остаточных напряжений, его форма и размеры должны быть выбраны таким образом, чтобы при испытаниях в нем не возникало температурных напряжений. Деформация, обусловленная короблением (искривлением) образца, не должна выходить за пределы ±5 млн-1 при нагреве (охлаждении) образца от нормальной температуры до температуры плюс 123°С (минус 77°С) и ±0,05 млн-1-°С-1 — при нагреве (охлаждении) до температуры выше плюс 123°С (ниже минус 77°С).
В процессе определения ТХС образец не должен подвергаться внешней механической деформации.
Температурный коэффициент линейного расширения образца должен быть известен с погрешностью, не выходящей за пределы ±0,2-Ю~6 "О'1. Если образец изготовлен из того же материала, что и конструкция, на которую будут установлены тензорезисторы, то данное требование не предъявляется.
Погрешность определения выходных сигналов тензорезисторов не должна выходить за пределы:
±5 мкОм/Ом — для выходных сигналов сяД[±5000[ мкОм/Ом; ±0,001 g— для выходных сигналов g>|±5000| мкОм/Ом.
Влияние изменения сопротивления линий связи на результаты измерений должно быть исключено, например, методом включения тензорезисторов в измерительную цепь по трехпроводной схеме.
Определение ТХС допускается проводить как при охлаждении, так и при нагреве образца.
В случае определения ТХС при охлаждении образца следует выполнять следующие операции.
Образец с установленными тензорезисторами нагревают до максимальной температуры. Затем образец охлаждают ступенями или непрерывно до температуры /н= (23± 10)°С, после чего охлаждают до минимальной температуры, если последнее указано в ТУ. Скорость нагрева и охлаждения должна быть установлена в ТУ. Число ступеней охлаждения в температурном диапазоне 0—100°С должно быть не менее пяти (с интервалом между соседними ступенями не более 30сС), число ступеней в температурных диапазонах ниже 0°С и выше 100°С следует определять из расчета не менее пяти ступеней на каждые 200°С (с интервалами не более 40°С), если иное не указано в ТУ.
В случае определения ТХС при нагреве образца, последний нагревают ступенями или непрерывно от температуры tn~ (23± 10)°С до максимальной, выполняя указанные требования.
На каждой ступени после установления температурного равновесия определяют температуру образца и выходные сигналы тензорезисторов, принимая за начальное сопротивление тензоре- зистора его сопротивление при температуре tH. Время выдержки тензорезисторов на каждой ступени не должно превышать 10 мин.
При непрерывном охлаждении (нагреве) образца выходные сигналы тензорезисторов и температуру образца определяют синхронно.
По полученным данным определяют выборочное среднее значение выходных сигналов g (fj для каждой ступени и выборочное CKO St для максимальной (минимальной) температуры. Используя полученные значения g «,), методом наименьших квадратов рассчитывают коэффициенты Cit...,Cr аппроксимирующего полинома
^)=C1(^-fH)+C2(f-V)+,.. ., + СДЛ-V). (9)
СКО погрешности аппроксимации рассчитывают по формуле (18).
Полином (9) преобразуют в полином, приведенный к температуре 23°С,
Ї(О=С.+С^+С2Г-|-,.. .,+Crf, (10) '
гдеС0=-(С1-23+С2-23Ч...-, + Сг-230. (И)
Пример определения коэффициентов аппроксимирующего полинома ТХС и СКО погрешности аппроксимации приведен в приложении 2.
Допускается в паспорте на тензорезисторы вместо полинома (10) приводить полином вида
^)=С1^-23)4-Сг(ґ2-232)Ь.. .,+Cr(tr-23r). (12)
Допускается определять ТХС в двух последовательных циклах «нагрев-охлаждение». В этом случае в паспорте следует приводить результаты, полученные в обоих циклах.
М
0 d 5(1 ния ₽м= _ dt
аксимальный температурный коэффициент сопротивле-определяют (если это указано в ТУ) диффе-
ренцированием полинома (10) как наибольшее значение производ- А
нои ■ - ■ - в рабочей области значении температуры.
dt
В случае представления ТХС в виде графика максимальный температурный коэффициент сопротивления определяют графически как наибольший тангенс угла наклона к оси абсцисс касательной к средней кривой ТХС.
Максимальное значение ТХС в рабочей области значений температуры g<M определяют (если это указано в ТУ) из полинома (10) как наибольшее абсолютное значение выходного сигнала g (/) в рабочей области значений температуры.
В случае представления ТХС в виде графика максимальное значение ТХС определяют как наибольшее абсолютное значение проекции средней кривой ТХС на ось ординат.
Допускается определять максимальное значение ТХС в рабочей области значений температуры по п. 5.2 табл. 1 вместо ТХС по п. 5.1 табл. 1.
В этом случае образец с тензорезисторами нагревают (охлаждают) от температуры /н до температуры и определяют выходные сигналы тензорезисторов при этой температуре. Температуру при которой абсолютное значение ТХС является максимальным в рабочей области значений температуры, задают в ТУ и корректируют при типовых испытаниях.
По значениям выходных сигналов, полученным для отдельных тензорезисторов, определяют выборочное среднее значение и выборочное СКО Sta.
Определение индивидуальной ТХС
При определении индивидуальной ТХС по п. 5.3 табл. 1 должны выполняться требования к погрешности определения выходных сигналов тензорезисторов в соответствии с п. 4.8.2.
Тензорезисторы в свободном (не установленном на образец) состоянии помещают в камеру для нагрева и (или) охлаждения. Должны быть приняты меры, предотвращающие коробление тензорезисторов и исключающие воздействие на них внешней механической деформации.
Выполняют операции по пп. 4.8.3, 4.8.4, 4.8.8 с тем отличием, что указанные операции проводятся с тензорезисторами, находящимися в свободном (не установленном на образец) состоянии, после чего определяют для каждого тензорезистора индивидуальную ТХС в свободном состоянии в виде полинома (10) и максимальное значение индивидуальной ТХС в свободном состоянии. СКО погрешности аппроксимации рассчитывают по формуле (18).
Допускается определять индивидуальную ТХС в свободном состоянии в виде полинома средней ТХС и дополнительного параметра.
Выборку из числа тензорезисторов, для которых определены индивидуальные ТХС в свободном состоянии, устанавливают на образец по п. 4.8.1 и определяют ТХС каждого тензорезистора по пп. 4.8.3—4.8.5 в виде полинома (10). СКО погрешности аппроксимации вычисляют по формуле (18).
Для каждого тензорезистора, входящего в выборку, определяют индивидуальную разностную ТХС вычитанием из значений полинома, полученного по п. 4.9.4, значений полинома, полученного по п. 4.9.3 для того же тензорезистора, для не менее пяти ступеней температуры, включая начальную и максимальную (минимальную) температуры.
По полученным данным определяют выборочные средние значения разностной характеристики для каждой ступени температуры и выборочное СКО для максимальной (минимальной) температуры.
Используя полученные выборочные средние значения, методом наименьших квадратов рассчитывают коэффициенты аппроксимирующего полинома разностной ТХС.
СКО погрешности аппроксимации вычисляют по формуле (18).
Пример определения разностной ТХС приведен в приложении 3.
Индивидуальную ТХС тензорезистора, установленного на конструкцию из заданного материала, определяют (у потребителя) как сумму индивидуальной ТХС в свободном состоянии и разностной ТХС:
Їи.у(О=І.с(О+ЦО=(Со+с^+с2ґ2+
= (С0+£0ШС1+2?1Х+С^+,.. ., + Crtr.
С целью уменьшения погрешности тензоизмерений рекомендуется для определения разностной ТХС по пп. 4.9.4, 4.9.5 использовать образец (поставляется потребителем), изготовленный из материала тензометрируемой конструкции.
Определение воспроизводимости ТХС
При определении воспроизводимости ТХС по п. 5.4 табл. 1 тензорезисторы должны быть установлены на образец по п. 4.8.1. Требования к измерению выходных сигналов — по п. 4.8.2.
Образец с установленными тензорезисторами нагревают ступенями или непрерывно от температуры /н=(23±10)сС до максимальной температуіры, выполняя операции п. 4.8.4.
Образец с тензорезисторами выдерживают при максимальной температуре в течение'1 ч и охлаждают до температуры t„, после чего осуществляют второй цикл нагрева до максимальной температуры.
Число ступеней нагрева, скорость нагрева и охлаждения должны соответствовать требованиям п. 4.8.3.
Для каждого тензорезистора воспроизводимость ТХС определяют как разность при максимальной температуре между значениями ТХС при первом и втором циклах нагрева.
По полученным для отдельных тензорезисторов данным определяют выборочное среднее значение воспроизводимости ТХС и выборочное СКО.
Допускается совмещать определение воспроизводимости ТХС с определением ТХС (подраздел 4.8), воспроизводимости начального сопротивления (подраздел 4.13) и дрейфа выходного сигнала при максимальной температуре (подраздел 4.14).В случае определения ТХС в двух рабочих циклах по п. 4.8.6 воспроизводимость следует считать относительно второго рабочего цикла, что должно быть отражено в паспорте на тензорезисторы.
Если в ТУ предусмотрено дополнительное определение воспроизводимости ТХС при нагреве до другой (отличной от максимальной) температуры или (и) при выдержке в течение другого (отличного от 1 ч) промежутка времени, то порядок определения воспроизводимости ТХС должен соответствовать пп. 4.10.1 — 4.10.6.
Опр еделение ползучести при нормальных условиях
4:11.1. Ползучесть при нормальных условиях по п. 6.1 табл. 1 следует определять на образцовой установке, соответствующей требованиям п. 4.4.1, или на поверочной установке, обеспечивающей стабильность поддержания заданной деформации в пределах ±2 млн-1 в течение 1 ч и в пределах ±5 млн-! в течение 24 ч. Требования к погрешности измерения выходных сигналов тензорезисторов— по п. 4.4.1.
Тензорезисторы устанавливают на балку по п. 4.4.2.
Балку с установленными тензорезисторами нагружают от деформации є—0 до деформации ен= ± (1000±50) млн-1 (если иное не указано в ТУ) за время не более 60 с и в течение последующего времени не более 60 с определяют начальные значения gi (0) выходных сигналов тензорезисторов.
Затем значения выходных сигналов (т3) определяют по истечении промежутка времени т=1 ч, а также спустя другие промежутки времени, заданные в ТУ.
Ползучесть 77,: (и) в процентах за промежуток времени т, для каждого тензорезистора рассчитывают по формуле
Hfcj) = JOO. (13)
По полученным данным рассчитывают выборочные средние значения ползучести и выборочное СКО.
Для определения ползучести допускается использовать те же тензорезисторы, что и для определения чувствительности {подразд. 4.4).
Определение ползучести при максимальной температуре
Ползучесть при максимальной температуре по п. 6.2 табл. 1 следует определять на поверочной установке, обеспечивающей стабильность поддержания заданного уровня деформации в течение 1 ч в пределах:
± 2 млн-1—для температуры до 200сС включительно;
