Как проверить правильность установки тензорезистора

Неправильно установленный или по иной причине неисправный тензорезистор, если во время проверки это не было обнаружено ранее, приведет к некорректному измерению соответствующей величины деформации. Как только испытания начаты (или, что еще хуже, завершены), обнаружение отсутствующих, недостающих, уточнение неточных или недостоверных данных может оказаться очень дорогостоящим. К счастью, есть несколько простых способов проверки качества установки (монтажа) тензорезисторов, которые можно выполнить на уже установленных тензорезисторах (предпочтительно перед нанесением защитного покрытия), которые позволят выявить большинство причин потенциального отказа или некорректной работы. Обозначенные ниже способы легки в применении, их следует регулярно использовать при каждой установке тензорезисторов, они могут стать залогом долговременной работы приборов, точности и стабильности измерений.

Контроль визуальный и инструментальный

Во-первых, перед установкой тензорезистор должен быть тщательно осмотрен. Если наблюдаются какие-либо обесцвеченные или зазубренные соединения в местах пайки выводов, их следует припаять повторно, чтобы получить гладкие и ровные капли припоя (для тензорезисторов TML этого делать не нужно). Все следы флюса для пайки должны быть полностью удалены с помощью соответствующего растворителя. Сам тензорезистор должен иметь однородный цвет, так как обесцвеченные участки, видимые через подложку, могут указывать на пустоты (воздушные пузыри) в слое клеевого соединения. Если существуют пустоты, выходной сигнал датчика может быть нестабильным и не линейным, кроме того в таком случае любое изменение температуры в процессе испытаний приведет к полностью неконтролируемым изменениям выходного сигнала. Дальнейшая проверка качества крепления тензорезистора к подложке может быть проведена при подключении тензорезистора к индикатору деформации. Мягкое нажатие на сетку (чувствительный элемент) концом ластика карандаша должно привести к небольшому выходному сигналу, который опять же должен вернуться к нулю при снятии давления. (Примечание: при выполнении этого теста на тензорезисторах, нет имеющих защитное, например, лаковое, покрытие давление должно быть приложено через тефлоновую ленту для защиты измерительной решетки). Неустойчивый выходной сигнал или не возврат нулевого сигнала указывает на некачественный тензорезистор, его следует заменить.

Контроль сопротивления изоляции

Во-вторых, когда тензорезистор установлен на металлическом образце, одним из основных показателей качества установки является сопротивление между измерительной решеткой и образцом. Сопротивление изоляции может быть измерено очень просто и без риска повреждения измерительной части прибора с помощью универсального цифрового индикатора TC-32K. Если тензорезистор правильно изготовлен и испытан в лабораторных условиях, сопротивление к земле должно быть более 20 000 МОм. Сопротивление в 10 000 МОм считается минимальным для надежно и точного измерения деформации. Показания ниже этого значения обычно указывают на какой-то дефект качества производства (или последующей установки) датчика. Низкие значения сопротивления изоляции также могут быть вызваны, например, захваченными посторонними веществами, влагой, остаточным флюсом для пайки или повреждением подложки от пайки или при монтаже. Они также могут возникать в результате миграции влаги в установку после прохождения сквозных отверстий в изоляции проводов. Модель TC-32K также может быть очень эффективно использована для проверки целостности изоляции проводов. Для этого изолированный проводник помещают в заполненный водой металлический контейнер, и измеряют сопротивление между проводником(ами) и контейнером. Показание снова должно составлять не менее 20 000 МОм.

Контроль сопротивления установленного тензорезистора

В-третьих, убедившись визуально и инструментально в качестве прибора, приступаем к монтажу тензорезистора на образец. О том, как это делать, подробно здесь. Помимо прочих возможностей, модель TC-32K обеспечивает удобное и точное измерение значение сопротивления тензорезистора после его установки. Индикация прибора отображается в виде процентного отклонения от номинального сопротивления датчика с диапазоном полной шкалы 5% или 1%. Поскольку тензорезисторы TML изготавливаются с жестко контролируемыми допусками на сопротивление, величина отклонения сопротивления после монтажа является очень не значительной при соблюдении требований к качеству установки тензорезистора. При использовании клеев, отверждающихся при комнатной температуре, изменение сопротивления тензорезистора во время монтажа обычно не должны превышать 0,5%. С другой стороны, при использовании клеев, отверждающихся при повышенной температуре, изменение сопротивления может быть больше из-за возникновения термического напряжения в тензорезисторе после возврата к комнатной температуре от температуры отверждения клея. Величина такого смещения зависит от температуры отверждения, используемых материалов и других переменных, но никогда не должна превышать 2% и должна быть одинаковой для идентичных измерительных установок с точностью примерно до 0,5%. Чрезмерные сдвиги сопротивления обычно указывают на один или несколько недостатков в установке датчика - плохую технику установки, сомнительное качество пайки и используемые при этом материалы, повреждение измерительной решетки тензорезистора, повреждение провода, кабелей и т.д. Уникальная особенность модели TC-32K заключается в том, что полностью установленный тензорезистор любого номинала сопротивления может быть подключен к нему по 2-х, 3-х, 4-х проводной схеме, с дополнением до полного моста, как это было бы с обычным индикатором деформации или измерительным усилителем. Когда модель TC-32K используется в режиме контроля сопротивления по 4-х проводной схеме, влияние нормального  изменения сопротивления в проводах автоматически отменяется, и поэтому прибор будет обнаруживать отклонения сопротивления не только в тензорезисторе, но также в проводах, припаянных выводах и кабелях. Измеренные значения предлагаем сохранить для последующего контроля. Благо, что TC-32K позволяет это сделать без каких-либо проблем. Кроме того, TC-32K позволяет легко и быстро подсоединять к нему оголенные провода от тензорезисторов без каких либо специальных разъемов, осуществлять питание тензорезистора и сбор данных.

Далее моно приступать к нанесению защитных составов. После нанесения защитного покрытия на тензорезистор и перед вводом его в эксплуатацию настоятельно рекомендуется провести повторную проверку сопротивления изоляции и собственное сопротивление тензорезистора. Это гарантирует, что датчик не был поврежден в процессе монтажа, и что нанесение защитного покрытия изменило сопротивление не значительно (а это может произойти). Однако следует отметить, что разбавленные растворителем составы для покрытий будут снижать сопротивление изоляции, пока это покрытие не будет полностью отверждено и растворители не испарится окончательно. Если после полного отверждения покрытия сопротивление изоляции остается низкой, делается вывод, что состав покрытия мог быть загрязнен или иным образом имеет недостаточные диэлектрические свойства. Для устранения таких проблем настоятельно рекомендуем использовать специализированные оставы для защиты тензорезисторов, например вот эти. Должно быть очевидно, что хотя прохождение всех вышеупомянутых процедур является необходимым условием для корректной работы тензорезистора, оно само по себе недостаточно для гарантии того, что тензорезистор будет работать должным образом в реальных условиях испытаний. Существует большое количество производителей тензорезисторов, их продукция категорически отличается по качеству и характеристикам. о чем бы вас не уверяли дистрибьюторы, чудес не бывает - есть наука. В то же время, любая установка, которая не соответствует указанным стандартам, какими бы на были применяемые тензорезисторы, должна рассматриваться с подозрением, на такие установленные тензорезисторы нельзя полагаться при ответственных испытаниях и в тестах, которые требуют точных данных.