17 ma’ruza Bosim datchiklari

Akustik tenzometrlar 

Detallarga  yuklama  berganda  material  akustik  parametrlari  o‘zgaradi.  Bu 

parametrlarga  tovush  tezligi,  akustik  qarshilik,  so‘nish  kabi  kattaliklar  kiradi.  Bu 

o‘zgarishlarni  pezoelektrik  datchiklar  yordamida  o‘lchash  mumkin.  Bundan 

tashqari  torli  datchiklar  mavjud,  bu  usul  yuklama  ortganda  sezgir  elementorning 

xususiy tebranish chastotaning o‘zgarishiga asoslangan. 

Elektrik  datchiklar.  Yuklama  ortganda  tenzodatchik  sezgir  elementining 

elektrqarshilik  o‘zgaradi  (tenzorezistiv  datchik)  yoki  deformatsiyada  generatsiya 

qilinadigan  kuchlanish  o‘zgaradi  (pezoelektrik  datchik).  Oxirgi  datchikning 

---

kamchiligi  statik  deformatsiyaga  yaroqsizligi,  afzal  tomoni  –  yuqori  sezgirlikka 

egaligi.  Elektr  metodlarga  shartli  ravishda  sig‘imli  induksion  datchiklarni  kiritish 

mumkin. 

Tenzorezistiv  metod.  Bu  boqa  metodlarga  nisbatan  qulay  va  tez-tez 

ishlatiladi.  Metall,  yarim  o‘tkazgich  materiallar  deformatsiyalanganda  ularning 

elektr  qarshiligi  o‘zgaradi  va  oqibatida  datchik  sezgir  elementining  qarshiligi 

o‘zgaradi.  O‘tkazuvchi  material  sifatida  metall  pardalar  ishlatiladi,  bu  pardalar 

dielektrik  taglikka  purkaladi.  Oxirgi  vaqtda  yarim  o‘tkazgichli  datchiklar  keng 

ishlatilyapti. 

Tipik metallik datchiklar konstruksiyasi. (qurilmasi). 

Pardali  tenzorezistor.  Taglikka  figurali  maska  orqali  fotolitografiya  metodi 

bilan  metall  parda  purkaladi  yoki  shakllantiriladi.  Elektrodlarni  ulash  uchun 

kontakt maydonchalar qilinadi. 

Dielektrik taglikka (masalan polimer parda yoki slyuda)ga vakuumda maska 

orqali metall parda purkaladi, yoki taglikda fotolitografik metod bilan o‘tkazuvchi 

konfiguratsiya  shakllantiriladi.  Oxirgi  holda  avvaldan  taglikka  purkalgan  yaxlit 

metall pardaga fotorezist qatlami surkaladi va fotoshablon orqali uni ultrabinafsha 

nur  bilan  nurlantiriladi.  Fotorezistning  turiga  qarab  fotorezistning  nurlangan  yoki 

nurlanmagan  qismlari  yuvib  tashlanadi.  So‘ngra  fotorezist  bilan  himoya 

qilinmagan  metall  parda  eritib  yuboriladi  (masalan,  kislota  bilan),  shunda  metall 

parda figurali rasmi shakllanadi. 

Parda  materiali  sifatida  solishtirma  qarshiligining  temperatura  koeffitsenti 

kichik  bo‘lgan  qotishma  ishlatiladi.  Shunday  qilinsa  temperaturaning  tenzometr 

ko‘rsatishiga ta’siri pasayadi. 

Ishlatilayotganda tenzorezistor  tagligi  deformatsiyasi  tekshirilayotgan obekt 

sirtiga yopishtiriladi, bunda tenzorezistor detal bilan deformatsiyalanadi.  

---

Bunday 

tenzorezistorning 

deformatsiyasi 

deformatsiyalovchi 

kuch 

yo‘nalishiga bog‘liq. Vertikal yo‘nadishga kuch ta’sir qilganda sezgirlik eng katta 

bo‘ladi. 

Odatda  tenzorezistor  Uitson  ko‘prigining  bir  yoki  ikki  yelkasiga  ulanadi. 

Ko‘prik  diagonalidan  chiqqan  signal  o‘lchovchi  priborga,  differensial 

kuchaytirgichga yoki analogli raqamli priborga beriladi.  

CHizma 

R

1

/R

2

=R

x

/R

3

 munosabat bajarilganda ko‘prik diagonalidagi kuchlanish nolga 

teng.  Deformatsiya  sodir  bo‘lganida  R

x

  o‘zgaradi  (masalan,  cho‘zilishda  ortadi), 

buning  oqibatida  R

x 

va  R

3 

ulangan  nuqta  potensialli  pasayadi  va  Voltmetrdagi 

kuchlanish-foydali signal o‘zgaradi. 

R

x 

qashilik  faqat  deformatsiyada  emas,  balki boshqa  faktorlar  ta’sirida ham 

o‘zgarishi  mumkin.  Bu  faktorlardan  asosiysi  tempreratura  bo‘lib,  u  o‘lchash 

natijalariga  xatolik  kiritadi.  Temperaturaning  ta’sirini  kamaytirish  uchun 

qarshilikning 

temperatura 

koeffitsenti 

past 

bo‘lgan 

qotishma 

yoki 

tenzorezistorlarning ko‘prikka ulanish differensial sxemasi qo‘llaniladi. 

Tenzometrlar  turli  mashina,  detal,  qurilmalarni  loyihalashtirishda  ishltiladi. 

Bunda  loyihalashtirilgan  obekt  emas,  balki  ularning  maketining  deformatsiyasi 

o‘rganiladi.  Masalan  ko‘priklar,  uchuvchi  apparat  korpuslari  va  h.k.  Maketlar  

odatda kichiklashtirilgan o‘lchamda tayyorlanadi. 

Bundan  tashqari  tenzometrlar  –  tarozi,  manometr,  dinamometr,  topsiometr 

(aylantiruvchi  moment  datchigi)larda  qo‘llaniladi.  Bu  qurilmadarda  tenzodatchik 

elastik elementlar (balka, val, membrana) deformatsiyasini o‘lchaydi. 

Tenzometrik  o‘lchash  metodi  (tenzorezistiv  metod)  tenzometriya  effektiga 

asoslangan. 

Elektr 

o‘tkazuvchi  materiallar  (metall,  yarim  o‘tkazgich) 

deformatsiyalanganda  ularning  solishtirma  elektr  qarshiligi  o‘zgaradi,  oqibatda 

datchikning (tenzodatchikning) tenzorezistor (sezgir element) qarshiligi o‘zgaradi. 

---

O‘tkazuvchi  material  sifatida  odatda  egiluvchan  dielektrik  taglikka  purkalgan 

metall parda ishlatiladi. Keyingi vaqtda yarim o‘tkazgichli datchiklar qo‘llanilishi 

kengayib  borayapti.  Sezgir  element  qarshiligi  u  yoki  boshqa  usulda  o‘lchanadi. 

Sodda va yaqqol ko‘rinadigan misol bo‘lib odatdagi elektron tarozi hisoblanadi, u 

har bir savdo shaxobchasida mavjud. 

Pezorezistiv metod.  

Bu  metod  monokristallik  kremniydan  yasalgan  integral  sezgir  elementlarga 

asoslangan.  Kremniy  almashtirgichlari  bosim  ostida  deformatsiyalangan 

solishtirma hajmiy qarshilik o‘zgarishiga asosan katta sezgirlikka ega. 

Namlik datchiklari. 

Namlikni  o‘lchovchi  asboblarni  gigrometr  deyiladi  yoki  namlik  datchiklari 

deyiladi.  U  qishloq  xo‘jaligida,  texnikada  ishlatiladi.  Inson  salomatligi  namlikka 

bog‘liq.  Masalan,  astma,  gipertoniya,  tuburkulyoz  kasalligiga  uchraganlar  uchun 

namlik katta ta’sir etadi. Havo quruq bo‘lsa uyqu kelaveradi, teri qichiydi, ortiqcha 

quruqlik nafas olishda yuz beradigan kasalliklarni chaqiradi. Zavod va fabrikalarda 

namlik  mahsulotni  saqlashga,  stanoklarga  ta’sir  etadi.  Tuproq  namligi 

hosildorlikka ta’sir etadi. 

Namlikning  sig‘im  datchiklari  ikki  plastinali  kondensatordan  iborat  bo‘lib, 

qoplamalar  orasida  quruq  havo  bor.  Havo  quruq  bo‘lganida  tokni  o‘tkazmaydi. 

Namlik o‘zgarsa sig‘im o‘zgaradi. 

Dielektrikli sig‘im datchiklarida namlikka qarab sig‘im o‘zgaradi, bu havoli 

usuldan  ancha  afzal.  Qattiq  predmetlar  qoplamalar  orasiga  joylashtiriladi,  u 

tebranish konturiga va undan keyin generatorga ulanadi. 

Rezistiv  datchiklar  2  ta  elektroddan  tashkil  topgan.  Elektrodlar  taglikka 

surtiladi.  Elektrodlar  namlikka  qarab  qarshiligini  o‘zgartiradi.  Datchik  to‘la 

qarshiligi namlikka kuchli bog‘langan. O‘tadigan tok namlik miqdorini ko‘rsatadi. 

CHizma 

---

Bu datchikning afzalligi narxining arzonligidadir. 

Termistorli  gigrometr  ichiga  2  ta  bir  turdagi  termistor  kiradi.  Bular 

nochiziqli  komponentlar.  Ularning  qarshiligi  temperaturaga  to‘g‘ri  proporsional 

bog‘langan.  Termistorlarning  bittasi  quruq  havoli  germetik  kameraga 

joylashtirilgan.  Ikkinchi  termistor  teshikli  kameraga  joylashtirilgan.  Ular  orqali 

havo  kiradi.  SHu  havo  namligini  o‘lchash  kerak.  Termistorlar  ko‘prik  sxema 

bo‘yicha ulangan. 

CHizma 

Potensiallar farqi ko‘prik diagonaliga beriladi va undan  chiqish kuchlanishi 

o‘lchanadi.  Namlik  ortganda    termistor  sirtidan  suv  bug‘lanadi  va  termistor 

temperaturasi pasayadi. 

Namlikni o‘lchovchi optik datchiklar 

Bu  datchik  ishlash  prinsipi  shudring  nuqtasini  aniqlashga  asoslangan.  Bu 

nuqtaga  erishilganda  suyuqlik  va  gaz  termodinamik  muvozanatni  oladi.  Agar 

shishani  shudring  nuqtadan  yuqori  bo‘lgan  temperaturali  gaz  muhitiga  joylasak, 

so‘ngra  shisha  haroratini  pasaytirsak,  shishada  kondensator  paydo  bo‘ladi.  Bu 

bug‘ning  suyuq  holatga  o‘tishidir.  Bu  yotish  temperaturasi  shudring  nuqtasi 

deyiladi. Bu nuqta temperaturasi muhitning bosimi va namligiga bog‘liq. Bosim va 

temperaturani  aniqlay  olsak  namlikni  ham  aniqlaymiz.  Eng  sodda  datchik 

svetodioddan  iborat,  u  ko‘zgu  sirtiga  nur  yuboradi,  nur  undan  qaytadi  va  nur 

yo‘nalishi  o‘zgaradi.  Ko‘zgu  temperaturasini  qizdirish  yoki  sovutish  orqali 

o‘zgartirish  mumkin.  Termoelektrik  nasosni  ham  ishlatish  mumkin.  Ko‘zguga 

temperatura  datchigi  o‘rnatilgan.  O‘lchashdan  avval  ko‘zgu  temperaturasini 

shudring  nuqta  temperaturasidan  yuqori  qilib  o‘rnatiladi.  So‘ngra  ko‘zgu 

sovutiladi.  Ko‘zguda  suv  tomchilari  hosil  bo‘ladi,  oqibatda  svetodioddan  kelib 

tushayotgan  yorug‘lik  nuri  sinadi  va  sochiladi,  bu  esa  fotodetektordagi  tokni 

pasaytiradi. 

Fotodetektordagi 

axborotga 

ega 

bo‘lib,  regulyator  ko‘zgu 

temperaturasini ushlab turadi, termodatchik esa temperaturani aniqlaydi. Bosim va 

---

temperaturani  bilgan  holda  namlik  o‘lchanadi.  Optik  datchik  boshqa  analoglarga 

nisbatan katta aniqlikka ega. Kamchiligi: narxi qimmat, energiyani ko‘p sarflaydi, 

xizmat qilish qimmat turadi (ko‘zguni toza holda ushlab turish xizmati murakkab).