Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 28. 13 juli 1946 - Statisk och dynamisk spänningsmätning med resistiva trådtöjningsgivare, av Torbjörn Karlén och Torsten Ljungström
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
684
TEKNISK TIDSKRIFT
denna skillnad framkallar vid en förändring i
temperaturen termiska spänningar i tråden, även
om grundmaterialet är spänningsfritt. Sålunda får
man hos givaren ett resulterande
temperaturberoende, sammansatt av differensen i
värmeut-vidgningskoefficient och av ledningsförmågans
temperaturkoefficient. För praktiskt bruk får man
ett bekvämt uttryck för det komplicerade
temperaturberoendet genom att man för ett visst
grundmaterial, t.ex. stål, anger den skenbara
spänning i materialet, som mätes av givaren vid
1°C temperaturförändring. Denna skenbara
spänning är för stål och givare av isoelastic ca
3,5 kp/mm2, medan den för stål och givare av
utvalt advance-material kan nedbringas till ca
0,05 kp/mm2.
Resistansens beroende av temperaturen kan
således sägas vara av samma storleksordning som
dess beroende av töjningen, och för att bli
praktiskt användbar måste mätmetoden kompletteras
med anordningar för temperaturkompensering av
givaren. Detta blir sålunda ett av de centrala
problemen vid konstruktion av töjningsgivare
enligt den resistiva principen. En metod går ut på
att man sammansätter givaren av trådar av två
olika material, vilkas resistans har en positiv
respektive negativ resulterande
temperaturkoefficient i förhållande till ett visst grundmaterial.
Genom att lämpligt avpassa längderna av de båda
trådsektionerna kan man få givaren helt
kompenserad. Ett annat sätt är att om möjligt
utvälja en legering som själv ger
temperaturkompensation tillsammans med ett visst
grundmaterial. Båda dessa metoder äro tidsödande och
besvärliga och även osäkra, beroende på att
värme-utvidgningskoefficienten hos olika
konstruktionsmaterial är i viss mån beroende av materialets
tillstånd, mest med avseende på kallbearbetning.
För övrigt är det klart att en givare, som är
tem-peraturkompenserad för ett visst grundmaterial,
icke samtidigt kan vara det för ett annat material.
Det enklaste och mest använda sättet att
åstadkomma en temperaturkompenserad
givaranordning är att använda en blindgivare, utförd så lika
den aktiva givaren som möjligt och tillsammans
med denna kopplad i en bryggkoppling.
Blindgivaren monteras på ett obelastat stycke av
samma material som det på vilket den aktiva givaren
är fästad, och detta stycke placeras så att dess
temperatur kontinuerligt följer den undersökta
metallytans så nära som möjligt. De båda givarna
komma därigenom att ändra sin resistans på
samma sätt med avseende på temperaturen, ocli
dessa ändringar bringas i bryggkopplingen att
upphäva varandra.
Statisk mätning med galvanometer
För att uppmäta den av töjningen förorsakade
resistansändringen hos givaren kan man
principiellt använda vilken som helst av kända metoder
för impedansmätning. Man måste emellertid hålla
i minnet att resistansändringarna äro synnerligen
små. Är exempelvis töjningskänsligheten hos
trådmaterialet k= 2 och man mäter en spänning i
stål av a ’■= 20 kp/mm2, så får man en relativ
resistansändring av A R/R i= 2 °/00. Antag vidare
att givarens begynnelseresistans är 100 ohm och
att man önskar mäta spänningen på 0,5 % när;
tydligen måste då resistansen kunna bestämmas
på 0,001 ohm när.
Inkopplingen av givaren i en strömkrets kan ske
på flera sätt, men bryggmetoden, såsom varande
den förhärskande, skall här uteslutande
behandlas. Denna medger, som tidigare nämnts,
möjlighet till temperaturkompensation på ett
bekvämt sätt, och om man önskar mäta statiska
töjningar eller töjningskomponenter är
bryggmetoden, såvitt känt, den enda praktiskt använda.
Om man önskar mäta uteslutande statiska
spänningar använder man enklast en koppling enligt
fig. 3. En galvanometer mäter här strömmen i
bryggdiagonalen. Enligt teorin för bryggan
erhåller man största känslighet då de fyra
rations-motstånden äro sinsemellan lika och lika med
galvanometerns inre resistans G. Har man således
R1 — c= 7?s != /?4 i= G, blir strömmen ig genom
galvanometern vid en liten ändring AR i någon
av bryggrenarna
. _ E AR
lg~ 8 R" R
För ernående av största galvanometerström vid
en viss töjning av givaren bör man alltså
eftersträva stor bryggspänning E och liten resistans
R hos rationerna.
Resistansen R hos givaren ges i allmänhet icke
lägre värde än ca 100 ohm, så att resistansen hos
förbindningar och ledningar eller, rättare sagt,
resistansvariationerna hos dessa, bli tillräckligt
små, relativt sett, för att icke förorsaka
störningar. Det största möjliga värdet hos E
bestämmes då av värmeutvecklingen i givaren, som per
tidsenhet är E2j4 R. Om den utvecklade effekten
Fig. 3. Anordning för statisk
töjningsmätning med
Wheatstonebrygga och
galvanometer; bryggan matas med
likström från batteriet E och
balanseras genom ändring av
resistanserna R} eller Rt.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
