де  С₀ – нульовий відлік за шкалою тензометра;

С₁ – відлік за шкалою після деформації зразка;

К_А – коефіцієнт збільшення приладу, залежить від співвідношення довжин важелів.

Коефіцієнт збільшення важільних тензометрів зазвичай становить 1000-1200. Значення коефіцієнта збільшення для кожного тензометра вказується в його паспорті.

Основи електротензометрії

Поряд з удосконаленням механічних і оптичних засобів вимірювань деформацій у даний час широко використовуються електричні тензометри. В електричних тензометрах розрізняють дві основні частини: датчик (перетворювач), за допомогою якого деформація деталі перетворюється в зміну будь-якої електричної величини (омічного опору, ємності, індуктивності), і вимірювальний (регіструючий) пристрій. Датчик встановлюється на досліджуваному об’єкті, а вимірювальний пристрій (прилад) розташовують зазвичай на деякому віддаленні і пов’язують з датчиком дротами.

Найбільш поширеним перетворювачем для вимірювання деформацій є дротяний датчик опору (тензорезистор). Принцип роботи тензорезистора заснований на зміні омічного опору дроту при його розтягуванні або стисканні.

Тензорезистор має решітку 1 (рис. 1.17), яка являє собою тонкий (діаметром 0,02-0,03 мм) дріт, покладений паралельними петлями. Кінці решітки припаюються до більш товстих дротів 4 і 5, які сполучаються з вимірювальним пристроєм. Довжина решітки 1 називається базою. Найбільшого поширення набули тензорезистори з базою від 3 до 40 мм. Решітка тензорезистора наклеюється на тонкий папір 3 спеціальним клеєм і покривається зверху таким же папером 2.

Тензорезистор кріпиться на досліджувану поверхню 6 (рис. 1.17) так, щоб база тензорезистора збігалася з напрямком, в якому потрібно виміряти деформацію об’єкта. Відомо, що відносна зміна опору тензорезистора  пропорційна до його деформації і виражається залежністю:

де ε_х і ε_у – деформації тензорезистора в напрямку його поздовжньої і поперечної осей відповідно;

S_позд і S_поп – коефіцієнти поздовжньої і поперечної чутливості тензорезистора.

Для дротяних тензорезисторів з базою l ≥ 5 мм величина коефіцієнта S_поп ≪ S_позд, і для таких тензорезісторов можна прийняти:

де ε_х – деформація тензорезистора в напрямку його поздовжньої осі.

Коефіцієнт тензочутливості S_позд визначається із досліду шляхом тарировки. Таким чином, визначення деформацій деталі за допомогою тензорезисторів зводиться до вимірювання зміни їх опору.

У практиці тензометрування найбільшого поширення набула мостова схема включення тензорезистора, яка дозволяє реєструвати досить малі зміни опору по відношенню до зміни величини струму у вимірювальній діагоналі моста.

Опір тензорезистора може змінюватися не тільки у зв’язку з деформацією зразка, викликаної механічними навантаженнями, але і через зміну температури. Для виключення впливу температури на показники вимірювального приладу застосовують температурну компенсацію (рис. 1.18). Вона здійснюється шляхом включення в якості опору R₂ компенсаційного тензорезистора, який являє собою такий же тензорезистор, як і активний. Цей тензорезистор наклеюється на зразок з того ж матеріалу, що і дослідний об’єкт, і розташовується поруч з активним тензорезистором. Таким чином, температурні зміни опору компенсаційного і активного тензорезисторів будуть завжди однаковими, а так як ці тензорезистори включені в суміжні плечі вимірювального моста, то при однаковій зміні їхнього опору баланс моста не порушується.

Зміну опору активного тензорезистора можна визначити двома методами: методом безпосереднього вимірювання і нульовим методом. У методі безпосереднього вимірювання про зміну опору активного тензорезистора судять по зміні показань вимірювального пристрою (рис. 1.18). Цей метод може бути використаний як при статичних, так і при динамічних вимірюваннях деформацій.

Нульовий метод дозволяє вимірювати зміну опору активного тензорезистора з високою точністю, але так як він вимагає виконання операції балансування, його можна використовувати лише при проведенні статичних вимірювань.

Для вимірювання деформацій методом тензометрії випускаються спеціальні прилади, які називаються тензопідсилювачами, тензостанціямі або вимірювачами деформації. В лабораторії кафедри технічної механіки при проведенні робіт з курсу «Механіка матеріалів і конструкцій» застосовується вимірювач деформацій ИДЦ-1, який призначений для проведення багатоканальних вимірювань з використанням різноманітних типів датчиків і перетворення іх сигналів у цифрову форму.

Типовий комплект навчального обладнання  «Стенд універсальний для проведення лабораторних робіт з опору матеріалів СМУ»

Універсальний стенд призначений для проведення лабораторних робіт з курсу «Механіка матеріалів і конструкцій» у вищих навчальних закладах. Стенд забезпечує цілий цикл лабораторних робіт, що проводяться на спеціалізованих лабораторних столах.

Універсальний стенд (рис. 1.19) являє собою лабораторний стіл з набором функціональних елементів (зразків, допоміжних пристроїв, деталей та кріпильних елементів), що зберігаються у 4-х пеналах 12 і встановлюються на стіл при проведенні відповідної лабораторної роботи.

Стіл складається із звареного каркасу 1, для організації додаткових робочих місць для студентів він має на петлях дві відкидні столешниці 2 і 3. Кронштейни 6 столешниці в піднятому стані фіксуються відносно стола стенда фіксаторами 5. Стіл зовні обшитий плитами 4 із декоративним покриттям.  Праві дверцята стола 9 мають замок 8, ліві дверцята 7 – фіксуються фіксатором. Для зручноті використання каркас стола 1 та дверцята 7 і 9 мають спрямовувачі 12 по яким викочуються на роликах пенали 13 до упорів. Для закріплення наладок на столі є спеціальна пліта 10 із Т-образним пазом 11, на яку встановлюються опорні стояки і закріплюються болтовими з’єднаннями.  При установці в лабораторії стенд виставляється за рівнем домкратом 14.

С бічної сторони стенд обладнаний панеллю 1 з розетками на 12В постійного струму і 220В змінного струму, частотою 50Гц (рис. 1.20). Розташування проводки  повинно бути передбачено під полом лабораторії.

Для виконання лабораторних робіт до розетки на 12В підключають  вилку жгута 2, другий кінець якої з’єднують з вимірювачем деформацій типу ИДЦ-1 поз. 3 (рис. 1.20). Вимірювач деформацій 3 встановлюють на вільній поверхні стола. До нього підключають вилку жгута 4, другий кінець якої з’єднують зі зразком 5.

Рисунок 1.20 – Схема підключення вимірювача деформацій типу ИДЦ-1.