Фольговые преобразователи. 
Изготовление биотехнических и медицинских аппаратов и систем

Фольговые преобразователи представляют собой ленту из фольги толщиной 4…12 мкм, на которой часть металла выбрана травлением таким образом, что оставшаяся его часть образует решётку с выводами. Фольговые преобразователи имеют меньшие габариты, чем проволочные, известны тензорезисторы с базой до 0,8 мм.

Весьма важным параметром тензочувствительной решётки является расстояние между витками. Это расстояние определяет при заданных габаритах резистора число витков и, следовательно, сопротивление, а также допустимый ток, который ограничивается самонагревом и будет тем меньше, чем меньше расстояние между витками.

Фольговые тензорезисторы являются дальнейшим развитием проволочных транзисторов. В отличие от последних, они имеют решётку не из круглого провода, а из тонких полосок фольги прямоугольного сечения толщиной 4…12 мкм, которые наносят на лаковую основу. Благодаря большей площади контакта полосок фольгового тензорезистора с объектом измерения его теплоотдача значительно выше, чем у проволочного, что позволяет увеличить силу тока, протекающего через резистор, до 0,5 А, тем самым повышая чувствительность тензопреобразователя.

Другим преимуществом фольговых тензорезисторов является возможность изготовления решёток сложного профиля (рис. 4.2), который наиболее полно удовлетворяет условиям измерения. Так, прямоугольные решётки (рис. 4.2 а) наиболее полно подходят для измерения линейных деформаций; розеточные (рис. 4.2 б) — для измерения крутящих моментов на круглых валах, а мембранные (рис. 4.2 в) — для наклейки на мембраны.

Рис. 4.2. Конструкция фольговых тензорезисторов:

а — прямоугольные; б — розеточные; в — мембранные Характеристики промышленных фольговых тензорезисторов приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4

Типы некоторых фольговых тензорезисторов и их основные параметры.

Обозначение фольгового тензорезистора: Ф — фольговая (конструкция тензорешётки); К — константан (материал); П, Р или М — прямоугольная, розеточная или мембранная (тип решётки); конструктивные особенности (подтип); база, номинальное сопротивление и температура наклейки (X — не более 30 °C, Г — не более 180 °С).

Тензочувствительность фольговых тензорезисторов такая же, как у проволочных (G = 2,1 ± 0,25), предел измеряемых деформаций 0,3%, температурный диапазон измерений от -40 °С до +70 °С. Рабочий ток тензорезисторов разных типов находится в пределах 15…80 мА и указывается в их паспортах.

Наряду с указанными тензорезисторами широкое распространение получили термокомпенсированные фольговые преобразователи типа ФКТК. Их конструктивное оформление аналогично преобразователю.

2ФКПА, однако технология изготовления такова, что в собранном виде они имеют примерно такой же температурный коэффициент, что и материал, для которого они компенсированы. Основные их характеристики приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5

Типы некоторых термокомпенсированных фольговых тензорезисторов и их основные параметры.

Температурный диапазон тензорезисторов 1ФКТК и 2ФКТК простирается от -50 °С до +50 °С, а ЗФКТК — от +10 °С до 200 °C; предельно измеряемая относительная деформация не превышает 0,3%; предельное отклонение сопротивления от номинала в партии в зависимости от класса точности (I, II, III) не превышает соответственно ±5, 10, 15%.

При заказе указывают тип основы (1, 2, 3), название (ФКТК), размер базы, номинальное сопротивление, материал, для которого термокомпенсирован тензорезистор (С — сталь, М — медь, А — алюминий) и класс точности. Например, тензорезистор на основе плёнки из клея БФ-2 II класса, компенсированный для стали, т. е. базой 10 мм и сопротивлением 200 Ом, имеет обозначение 1ФКТК-10−200С-П.