Współczynnik miernika

Współczynnik miernika (GF) lub współczynnik odkształcenia tensometru to stosunek względnej zmiany rezystancji elektrycznej R do odkształcenia mechanicznego ε. Współczynnik cechowania definiuje się jako:

${\ Displaystyle GF = {\ Frac {\ Delta R / R} {\ Delta L / L} } = {\ frac {\ Delta R/R} {\ varepsilon}} = 1 + 2 \ nu + {\ frac {\ Delta \ rho /\ rho }{\ varepsilon }}}$

Gdzie

• ε = odkształcenie = ${\ Displaystyle \ Delta L / L_ {0}}$
  • ${\ Displaystyle \ Delta L}$ = bezwzględna zmiana długości
  • ${\ Displaystyle L_ {0}}$ = oryginalna długość
• ν = współczynnik Poissona
• ρ = rezystywność
• ΔR = zmiana rezystancji tensometru spowodowana odkształceniem osiowym i odkształceniem poprzecznym
• R = nienaprężona rezystancja tensometru

Efekt piezorezystancyjny

Powszechnym błędem jest przekonanie, że zmiana rezystancji tensometru opiera się wyłącznie lub w największym stopniu na warunkach geometrycznych. Dotyczy to niektórych materiałów ( ) , a współczynnik grubości to po prostu: ${\ Displaystyle \ Delta \ rho = 0}$

${\ Displaystyle GF = 1 + 2 \ nu}$

Jednak większość dostępnych na rynku tensometrów wykorzystuje rezystory wykonane z materiałów, które wykazują silny efekt piezorezystancyjny . Rezystywność tych materiałów zmienia się wraz z odkształceniem $termin$ definiującego W tensometrach konstantanowych (najbardziej popularnych na rynku) efekt stanowi 20% współczynnika miernika, ale w miernikach krzemowych udział członu piezorezystancyjnego jest znacznie większy niż członów geometrycznych. Można to zobaczyć na ogólnych przykładach tensometrów poniżej:

Materiał	Współczynnik miernika
Tensometr z folii metalowej	2-5
Metal cienkowarstwowy (np. Constantan)	2
Pojedynczy kryształ krzemu	-125 do + 200
polikrzem	±30
Rezystory grubowarstwowe	100
typu p Ge	102

Wpływ temperatury

Definicja współczynnika grubości nie opiera się na temperaturze, jednak współczynnik grubości odnosi się tylko do odporności na odkształcenia, jeśli nie ma wpływu temperatury. W praktyce, gdy występują zmiany temperatury lub gradienty temperatury, równanie służące do wyprowadzenia rezystancji będzie miało składnik temperaturowy . Całkowity efekt to:

${\ Displaystyle {\ Frac {\ Delta R} {R}} = GF \ varepsilon + \ alfa \ teta}$

Gdzie

• α = współczynnik temperaturowy
• θ = zmiana temperatury