Błędy temperaturowe indukcyjnego przetwornika odkształcenie-częstotliwości pracującego w oscylatorze z silnie tłumionym obwodem rezonansowym

• Autorzy: Nurkowski J.

Warianty tytułu

EN

The temperature errors of the inductive strain-frequency transducer operating in resonance circuit with high attenuation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Poniżej przedstawiono wyniki badania wpływu temperatury na indukcyjny czujnik do pomiaru odkształceń próbek skał w komorze ciśnieniowej. Próbki te poddawane są zmiennym ciśnieniom hydrostatycznym za pośrednictwem cieczy wypełniającej komorę. Podczas sprężania i rozprężania cieczy występują zmiany temperatury dochodzące nawet do kilkudziesięciu stopni powodując błędy pomiaru. Znaczną ich redukcję osiągnięto stosując czujnik odniesienia oraz wysokorezystywny stalowy czujnik o małej wrażliwości na temperaturę. W pracy pokazano jak parametry obwodu rezonansowego oscylatora, z którym współpracuje czujnik, wpływają na zależność: temperatura czujnika-częstotliwość oscylacji. Wykazano również, że odpowiednio modyfikując obwód rezonansowy można skompensować termicznie czujnik wykonany z niskorezystywnej stali zwiększając dzięki temu wartość pojemności obwodu rezonansowego, co przyczynia się do zmniejszenia wpływu pojemności pasożytniczych na błędy pomiaru odkształcenia. Czujniki badano w przedziale temperatur od 0 do 100°C. Charakterystykę termiczną w podanym przedziale temperatur czujnika wysokorezystywnego można uznać za liniową, zaś charakterystyka czujnika niskorezystywnego ma kształt paraboli. Czujnik manganinowy ma częstotliwościową charakterystykę termiczną liniową o współczynniku około –15ppm/°C niezależnym od parametrów obwodu rezonansowego.

EN

The paper contains some results of tests of the impact of temperature on an inductive displacement sensor made from different materials. The inductive sensor is generally used for strain measurements in the triaxial state of stress of the order of hundreds or even thousands MPa. The pressure fluctuations in the triaxial cell cause temperature changes and finally some measurement errors. The sensor cooperates with transistor LC oscillator. The thermal coefficient of the sensor is defined as the change of frequency of the oscillator with reference to a sensor temperature. It has been proved that the thermal coefficient of a steel sensor may vary in a wide range, and take positive or negative values. The value and the mark of the thermal coefficient depend on proportion between the capacities of an additional capacitor installed paralelly to sensor to main capacitors present in a resonant circuit. The temperature-frequency characteristic of the sensor is almost linear when it is made from high resistive steel and takes parabolic shape for low resistive steel. The same characteristic obtained for manganin sensor is linear with a thermal coefficient equals about –15 ppm/K and is independent from parameters of resonant circuit. Effect of thermal stabilization of frequency appears for high attenuation resonant circuit.

Słowa kluczowe

PL

indukcyjny czujnik odkształcenia; pomiar odkształceń; wysokie ciśnienie; oscylator z obwodem rezonansowym o dużym tłumieniu

EN

inductive strain sensor; strain measurement in high pressure condition; high attenuation LC oscillator

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 8, no. 1-4
• Strony: 69--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Nurkowski J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN, ul. Reymonta 27; 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Nurkowski J.: Indukcyjny przetwornik odkształcenia w układzie różnicowym. Krajowy Kongres Metrologii, Gdańsk 1998, s. 223-230.
• [2] Nurkowski J.: Błędy w pomiarach odkształcenia wykonywanych w komorze ciśnieniowej czujnikiem indukcyjnym. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN 2005 r. s.155-178.
• [3] Chojnacki W.: Układy nadawcze i odbiorcze dla krótkofalowców. WKŁ, Warszawa 1979.
• [4] Lenkowski J. i inni: Odbiorniki radiowe z przemianą częstotliwości, WKŁ, Warszawa 1977,
• [5] Ryżko S., Ebert J.: Wzmacniacze rezonansowe i generatory mocy wielkiej częstotliwości. WNT, Warszawa 1971.