Вимірювання деформації електричним методом засновано на тому, що деформація тіла викликає зміна деяких електричних параметрів (опору, ємності, індуктивності).
Електричні тензометри складаються з двох частин. Одна з них, звана датчиком, прикріплюється до випробуваному зразку, сприймає деформацію і перетворює її в електричну величину. Інша частина, віддалена від датчика і поєднана з ним проводами, реєструє зміна електричного параметра. Залежно від того, який електричний параметр датчика вимірюється при деформації тіла, розрізняють датчики індукційні і ємнісні.
Найбільш широко використовуються дротові датчики опору. Електродатчиків особливо зручні для вивчення швидкоплинних деформацій (при ударі, коливаннях і т. Д.), Коли механічні та оптико-механічні тензометри, що володіють інерцією, не застосовуються.
Застосування таких тензодатчиков дає можливість досліджувати не тільки деформації зразків і окремих деталей в лабораторних умовах, але і деформацій деталей машин і елементів конструкцій при їх випробуванні у виробничих умовах.
Точність вимірювання деформацій за допомогою дротяних датчиків опору трохи нижче, ніж при вимірі механічними і оптико-механічними тензометрами, але практично вона цілком достатня для надійного обчислення напружень.
Дротяний датчик опору (рис. 2.14) виготовляють з тонкого дроту, зазвичай манганінового або константановой, діаметром 0,015 - 0,03 мм у вигляді петель 1 однакової довжини, наклеєних на смужку тонкого паперу 2 (товщиною 0,01 мм), і покривають зверху таким ж аркушем паперу для запобігання ушкоджень. Потім датчик спеціальним клеєм (розчин целулоїду в ацетоні або БФ-4) щільно наклеюють на поверхню випробуваного об'єкта.
До кінців дроту припаиваются мідні вивідні кінці 3 діаметром 0,1-0,2 мм, службовці для монтажу датчика в схемі.
Довжина петлі S називається базою тензодатчика. При зміні довжини датчика омічний опір змінюється, що дає можливість визначати деформацію по зміні опору дроту. В даний час застосовуються датчики з базою від 1 до 50 мм. Для їх виготовлення застосовується дріт з константа (сплав міді з нікелем) і ніхрому (сплав нікелю, заліза і хрому) як матеріалів володіють найкращими показниками. Опір датчика коливається від 10 до 500 Ом.
Для вимірювання деформації датчик наклеюється на випробуваний об'єкт (зразок, деталь і т. П.), Причому клей повинен бути еластичним і міцним, здатним, не руйнуючись, в точності сприймати деформацію об'єкта.
При подовженні або вкорочення дроту тензодатчика змінюється її опір. Встановлено, що зміна омічного опору дроту датчика пропорційно її деформації в напрямку бази.
Для вимірювання зміни опору датчика, викликаного деформацією об'єкта, робочий датчик Rg включається в бруківку схему ABCD (рис. 2.15).
Живлення від джерела Е подається на діагональ моста АС. Опір робочого датчика Rg може змінюватися як від деформації, так і від зміни температури.
Для виключення впливу температури в протилежне плече моста включається компенсаційний датчик Rк. Він має ті ж параметри, що і робочий, і наклеюється на зразок, виготовлений з того ж матеріалу, що і випробуваний об'єкт.
Таким чином, обидва датчика Rg і Rк знаходяться в однакових теплових умовах.
Умова балансу моста:
де R1 - опір плеча АТ;
R2 - опір плеча СД.
Так як опору робочого і компенсаційного датчиків при зміні температури навколишнього середовища змінюються на однакову величину, то ці зміни не порушують вищенаведеного рівності, а отже, не впливають на показання приладу.
Перед випробуванням міст балансують, встановлюючи за допомогою реохорда Р стрілку гальванометра на нуль (при цьому в діагоналі ВД струму немає).
Під час випробування опір робочого датчика Rg. який деформується з випробуваним об'єктом, змінюється (при розтягуванні збільшується, при стисненні зменшується), баланс моста порушується, в діагоналі ВД виникає струм. Для вимірювання деформації випробуваного об'єкта міст знову балансують.
За величиною переміщення движка реохорда визначають ΔRg. а отже, і величину деформації об'єкта
де К - ціна ділення шкали приладу. Для приладів АИД-1,2, ІСД-3 К = 10 -5. для ІСД-70 К = 10 -6.
Описаний спосіб називається методом нульового «вимірювання». Існує також метод безпосереднього вимірювання, при якому реохорд відсутня, а деформацію визначає за показаннями гальванометра.
При вимірюванні змінних деформацій електричний сигнал з підсилювача у можна подати на осцилограф і записати його.
- висока точність вимірювання;
- мала база датчика, датчики можна наклеювати в місцях, де застосування інших приладів утруднене;
- дистанційний вимір;
- можливість вимірювання і запису змінних деформацій;
- одночасне вимірювання деформацій в точці з різних напрямків за допомогою розетки датчиків (її застосовують для визначення величини і напрямки головних деформацій).