Snímače tlaku a mechanických veličin

Původní odpor vodiče R = r l / S se v důsledku působící síly změní o DR, a to proto, že se změní jeho délka o Dl, průřez o DS a vlivem strukturálních změn i měrný odpor o Dr.

Například při namáhání tahem se zvětšuje délka a při zachování objemu se zmenšuje průřez; odpor vodiče tedy roste. Uvažujeme-li relativní deformaci e = Dl / l, pak pro relativní změnu odporu v oblasti pružných deformací je možno odvodit vztah

kde je k koeficient deformační citlivosti, jehož velikost závisí na materiálu vodiče. Z hlediska měřicí techniky by měl být koeficient deformační citlivosti stálý, nezávislý na deformaci, teplotě a na technologické přípravě deformačního materiálu. Hodnota k v praxi se téměř vždy určuje experimentálně. Pro konstantan a některé druhy chromniklových slitin, jejichž teplotní závislost odporu je zanedbatelná, je hodnota k = 2. Protože při vyhodnocování odporu tenzometru neměříme poměrnou změnu odporu, ale přímo diferenci DR, která závisí na změně Dl, je výhodné, aby délka l vodiče byla co největší.

Pro vyhodnocení tenzometrických měření se používá nejčastěji zapojení tenzometrů do Wheatstoneova můstku. Napájecí napětí můstku Un může být jak stejnosměrné, tak střídavé.

Základním úkolem odporového tenzometru je, aby reagoval příslušnou změnou odporu na mechanickou deformaci vyvolanou působící silou. Velmi často využívaným zařízením je siloměrný člen, tvořený vetknutým nosníkem, na němž jsou nalepeny tenzometry, přičemž síla působí na volný konec nosníku. Působící silou je nosník namáhán v oblasti pružných deformací.

Vlivem pružné deformace jsou povrchová vlákna nosníku namáhána na straně působící síly F tahem a na straně odvrácené tlakem. Tenzometr A se tedy natahuje a tenzometr B se smršťuje. Zapojením těchto tenzometrů do různých větví můstku dochází ke zvýšení citlivosti měření a současně ke kompenzaci teplotní závislosti odporu.

Odporových tenzometrů se používá k měření malých i velkých deformací, mechanických napětí, sil, momentů, namáhání a ostatních veličin, které můžeme převést na výše uvedené veličiny. Tenzometrů je tedy možno využít např. pro měření tlaku ve spojení s deformačními manometry nebo pro měření výšky hladiny a měření množství na základě tíhových účinků. Pro zjišťování směru měřeného mechanického napětí se používá více jednoduchých snímačů vzájemně úhlově pootočených.

Odporové tenzometry patří mezi snímače s vynikající přesností a velmi dobrými dynamickými vlastnostmi. Na údaj tenzometru působí však řada parazitních vlivů (např. teplota, velikost procházejícího proudu), které mohou ovlivnit přesnost měření.