|
|
Первичное преобразование измеряемой физической величиныПреобразование неэлектрических величин в электрические может осуществляться следующими способами: - активным преобразованием энергии одного вида в энергию другого вида, в результате чего вырабатываются электрические величины напряжение ток, заряд; - воздействием на электрические величины (пассивное преобразование), требующим вспомогательной энергии: а) на основе непосредственного применения физических зависимостей. В частности, могут быть использованы зависимости от измеряемой величины таких физических величин, как сопротивление, проводимость, магнитная и диэлектрическая проницаемости, индуктивность, напряжение, интенсивность зарядов и излучений: б) путем механических воздействий. Эти воздействия позволяют изменять такие величины, как сопротивление, индуктивность, емкость; в) методом компенсации (таким способом можно измерять силу тока). Компенсацию можно осуществлять вручную или автоматически. Во многих случаях целесообразно включать перед механо-электрическим измерительным преобразователем механо-механический преобразователь масштаба или вида величин (таблица 5.1.1) [4]. Таблица 5.1.1 Измерительные преобразователи
При измерениях температур часто используют чувствительный элемент, преобразующий температуру в перемещение (за счет температурного удлинения), измеряемое затем электрически. Например, биметаллические и манометрические термочувствительные элементы. Усилия и удлинения могут определяться по их воздействию на частоту механического вибратора (струнный тензометр и струнный измеритель давления). На этом же принципе основано измерение плотности газов (камертонный измеритель плотности), частота колебаний которого измеряется электрически. Далее в таблице 5.1.2 приведены физические эффекты, на основе которых могут осуществляться преобразования измеряемых величин. Выбор эффекта, на основе которого целесообразно осуществлять преобразование ограничивается характером выходных сигналов, предпочтительны электрические и пневматические сигналы. В настоящее время применяется большое число измерительных преобразователей различных принципов действия [4]. Таблица 5.1.2 Физические эффекты, используемые для преобразования измеряемых величин
Чувствительные элементы Пьезоэлектрические чувствительные элементы. Принцип действия пьезоэлектрических чувствительных элементов основан на использовании свойств некоторых кристаллов образовывать на своих гранях электростатические заряды под действием упругих деформаций. Этот пьезоэффект возникает на кристаллах кварца, турмалина, сегнетовой соли (калийно-натриевая соль винной кислоты), титаната бария и некоторых других веществ. Пьезоэлектрические чувствительные элементы позволяют контролировать быстро протекающие процессы, так как заряды образуются практически безынерционно. Для измерений почти всегда применяют кварц, имеющий низкую температурную чувствительность и обладающий большим модулем упругости (8×1010 Н/м2), позволяющим осуществлять измерения при ничтожно малых перемещениях. Кристаллы кварца представляют собой шестиугольные призмы (рисунок 5.2.1) с продольной, называемой оптической, осью z - z, проходящей через ребра призмы электрической осью х—х и нейтральной, или механической, осью у—у, проходящей через середины противолежащих граней.
Рисунок 5.2.1 – Схема кварцевого кристалла (0 – оптическая ось; x – электрическая ось)
Вырезанный из кварцевого кристалла прямоугольный параллелепипед (пластина), грани которого перпендикулярны осям у – у и х – х, обладает пьезоэлектрическими свойствами. Сила, направленная по оси z–z параллелепипеда, не возбуждает электрических зарядов на его гранях. Под действием растягивающего или сжимающего усилия, направленного вдоль электрической оси x–х, на перпендикулярных этой оси гранях возникают заряды разного знака (так называемый продольный эффект). Этот заряд равен
где Qx - заряд, d - постоянный коэффициент (пьезомодуль), Fx - сила, действующая на поверхность кристалла. Как видно из приведенного выше уравнения, Qx не зависит от размеров кристалла кварца. Нагрузки, действующие в направлении механической оси кристалла, вызывают возникновение заряда:
где lx и ly - размеры кристалла в направлениях осей х и y. При поперечном эффекте Qy зависит от размеров кристалла. Условия прочности не позволяют получить большие заряды за счет увеличения ly и снижения lx, поэтому практически используют лишь продольный пьезоэффект. При температурах выше 500 0С пьезоэффект исчезает. Температура 537 0С, при которой структура кварца переходит в структуру, не обладающую пьезоэлектрическим эффектом, называется точкой Кюри. Для измерения электрических зарядов, возникающих на гранях кварцевой пластины, последние покрывают металлическим слоем, образуя конденсатор (рисунок 5.2.2).
Рисунок 5.2.2 – Чувствительный элемент с несколькими кварцеыми пластинами n
Так как Q = CU, то напряжение на кристалле
где С0 - емкость кварца; Сs - неизбежная емкость проводов и подключенных устройств. Обычно емкость Сs превышает ёмкость пьезокристалла С0, что резко снижает полезный эффект. Поэтому Сs искусственно увеличивают параллельным соединением нескольких пластин; выбор их числа позволяет изменять диапазон измерения. Величина Сs учитывает и ёмкость кабеля, поэтому подводящие провода поставляют изготовители, а численное значение их ёмкости учитывают при калибровке. Поскольку каждый измеритель напряжения обладает конечным значением входного сопротивления Ri, то возбужденный на гранях кристалла заряд и соответственно напряжение снижаются по экспоненциальному закону
где (С0 + Сs) - постоянная времени. По истечении времени t напряжение U уменьшается в 1/е раз, т. е. примерно до 37 % начальной величины U. Это ограничивает возможности использования пьезокристаллов только для контроля кратковременных и быстро изменяющихся процессов. Характеристики пьезопреобразователей. Входная величина: сила, давление. Выходная величина: заряд. Диапазон измерения: до самых высоких давлений и усилий. Погрешность: ±(2 - 3) % верхнего значения диапазона измерения. Динамическая характеристика: верхняя граница частот не определена. Преимущества: широкий диапазон рабочих температур, минимальные упругие деформации, очень широкий диапазон измерений, высокая чувствительность. Недостатки: необходимость обеспечения очень высокого сопротивления изоляции, непригодность для статических измерений. Электродинамические чувствительные элементы. При изменении магнитного потока, пронизывающего обмотку, в последней индуцируется напряжение, пропорциональное числу витков N и изменению магнитного потока dФ/dt. При постоянной плотности потока В и длине проводов обмотки l напряжение пропорционально скорости υ их взаимного перемещения. Так как имеет значение лишь относительное (по отношению к обмотке) изменение потока, то безразлично, изменяется ли магнитный поток при неподвижной обмотке или, наоборот, обмотка перемещается в постоянном магнитном поле. В зависимости от конструкции различают преобразователи с вращающейся катушкой или с вращающимся магнитным полем. Выходное напряжение чувствительного элемента с вращающейся катушкой, пропорциональное скорости ее перемещения, может быть преобразовано в величину, пропорциональную ее перемещению или ускорению, путем электрического дифференцирования или интегрирования. Значение индуцируемого напряжения определяется согласно закону магнитной индукции:
где Ф - магнитный поток; N - число витков обмотки; U - напряжение в обмотке. При постоянном магнитном потоке, направленном перпендикулярно плоскости обмотки, индуцируемое напряжение u = NBυx, где l — длина обмотки. Электродинамические чувствительные элементы применяют также для генерации импульсов. В этом случае вращающийся зубчатый ротор, набранный из стальных пластин, импульсно модулирующий магнитный поток, устанавливают в воздушном зазоре постоянного магнита. Электродинамический метод применим для измерения не только линейных, но и угловых скоростей. Подобные тахометрические генераторы создают напряжение, пропорциональное частоте вращения ротора. Вследствие трудностей, связанных с необходимостью использования коллектора и износом щеток, часто применяют тахогенераторы переменного напряжения с последующим его выпрямлением. Характеристики электродинамических чувствительных элементов. Входная величина: скорость. Выходная величина: напряжение. Частотный диапазон: 0-103 Гц (преобразователь с подвижной обмоткой); 0-102 Гц (генератор постоянного тока). Преимущества: малые погрешности (преобразователь с подвижной обмоткой); возможность индикации направления вращения (тахогенератор постоянного тока). Недостатки тахогенератора с подвижной обмоткой: ограниченное перемещение, наличие подвижных токоподводов, необходимость применения тяжелых постоянных магнитов. Недостатки тахогенераторов постоянного тока: наличие помех, вызываемых износом контактных колец. Несмотря на указанный недостаток, генераторы постоянного тока находят широкое применение в качестве первичных преобразователей частоты вращения. Термопары. В соответствии с эффектом Зеебека термопара представляет собой два проводника из разнородных металлов или сплавов, два конца которых спаяны или сварены, а два другие свободны. При температуре свободных концов
где k - постоянный коэффициент, не зависящий от геометрических размеров и определяемый только материалом обоих проводников. Напряжение, генерируемое при Характеристики термопар. Входная величина: температура. Выходная величина: напряжение. Диапазон измерения: для термопар из неблагородных металлов от 200 до 700 0С, для термопар из благородных металлов от 0 до 1500 0С. Погрешности измерения: ±(2 ¸ 0,5) % конечного значения шкалы. Динамические характеристики. Постоянная времени для армированных термопар равна нескольким минутам; для так называемых миниатюрных термопар – не более 0,1 с. Преимущества: возможность обеспечения малой инерционности; широкий диапазон и незначительные погрешности измерения. Недостатки: необходимость применения высокочувствительных показывающих приборов или усилителей вследствие малых значений выходного напряжения. Необходимость обеспечения постоянной температуры холодных спаев. Фотодиоды. В фотодиодах преобразование светового потока осуществляется за счет фотоэффекта в запирающем слое р-n-перехода. При освещении р-n-перехода на нем возникает напряжение. Для измерений наиболее широко используют селеновый фотоэлемент. При освещении на клеммах фотоэлемента возникает электрическое напряжение U0; одновременно снижается его внутреннее сопротивление Ri. При соединении фотоэлемента с внешним сопротивлением Ra в цепи появляется фототок: Установлено, что ток короткого замыкания Характеристики фотоэлементов. Входная величина: освещенность. Выходная величина: постоянный ток. Чувствительность: 0,25 – 1 мА/лм. Погрешность: несколько процентов. Температурная погрешность: 0,2 %/0С. Частотный диапазон: 0 – 500 Гц. Преимущества: активный чувствительны элемент; возможность подстройки к спектральной чувствительности глаза. Недостатки: инерционность, малая точность. Резистивные чувствительные элементы. Основные положения. Омическое сопротивление проводника, обладающего длиной l, площадью сечения q и удельным сопротивлением материала Реостатные датчики. Простейшим способом изменения сопротивления резистора за счет изменения длины является перемещение отвода (скользящего контакта). Реостатные датчики (потенциометры) выполняются с продольным или круговым перемещением. При приложении к ползунку усилия или крутящего момента его продольное или угловое перемещение преобразуется в изменение сопротивления и далее в изменение снимаемого с реостата напряжения или протекающего тока. Линейная зависимость между перемещением ползунка и напряжением, снимаемым с датчика при включении его по схеме делителя приложенного напряжения, обеспечивается только при достаточно высокоомных измерителях напряжения. Поэтому в основном пользуются компенсационными методами намерения. Часто применяют измерительные потенциометры, изменение сопротивления которых связано нелинейной зависимостью с перемещением ползунка. Эти функциональные потенциометры могут иметь квадратичную, синусоидальную или другую, отвечающую специальным требованиям, характеристику. Для обеспечения минимальной обратной реакции необходимые для перемещения ползунка силы или моменты должны быть минимальны, что успешно достигается в прецизионных потенциометрах. Характеристики реостатных датчиков. Входная величина: линейное или угловое перемещение. Выходная величина: изменение сопротивления. Диапазон измерения: линейный до 60 мм, угловой до 3550. Погрешность от нелинейности характеристики: 0,1 – 0,3 %. Динамические характеристики (частотный диапазон): зависят от параметров механических преобразователей, включенных перед потенциометром; при линейных и угловых измерениях до 5 и до 1000 Гц соответственно. Преимущества: малые погрешности нелинейности; высокое разрешение; применимость в вычислительных устройствах. Недостатки: истирание обмотки ползунка; нарушение контакта. Тензорезисторы. При растяжении или сжатии проводника изменяются его длина, площадь сечения и удельное сопротивление, т. е. из трех величин, определяющих значение сопротивления, ни одна не остается постоянной. Указанные изменения зависят от направления приложенной силы и в пределах упругости пропорциональны ей. В ненагруженном состоянии сопротивление R проводника, имеющего длину l, определяется его сечением q и удельным сопротивлением r: При растяжении проводника его длина становится равной l (1 + Dl/l), а сечение q (1 – 2 m Dl/l), где m - коэффициент Пуассона, определяющий отношение поперечного сжатия к растяжению Dl/l (для большинства металлов m = 0,3). Изменяется также и удельное сопротивление. Если обозначить относительное изменение удельного сопротивления Dr/r через Вводя в это уравнение величину сопротивления нерастянутой проволоки, находим с большей степенью приближения: Произведя умножение и исключив члены высших степеней малости, получим откуда относительное изменение сопротивления равно Таким образом, обозначаемая обычно коэффициентом k крутизна характеристики чувствительного элемента (тензочувствительность) равна При использовании проволоки из константана влияние изменений объема и проводимости суммируется, и коэффициент k становится равным 2. Этот сплав наилучшим образом соответствует требованиям к материалам для изготовления тензорезисторов: температурный коэффициент сопротивления этого сплава мал, а температурный коэффициент удлинения обычно хорошо совпадает с таким же коэффициентом исследуемых материалов. Возникающая при контакте с медью термоэлектродвижущая сила искажает результаты только при измерениях, проводимых на постоянном токе, и при больших перепадах температур. Для обеспечения достаточных для измерения изменений сопротивления чувствительный элемент изготовляют из тонкой проволоки, наклеиваемой в виде петель с параллельными нитями на подложку из пропитанной бумаги или искусственных смол. Чувствительный элемент можно также изготовить способом фотохимического травления покрытой тонким слоем металла изоляционной пластинки. Такие тензорезисторы называют фольговыми в отличие от проволочных. В последнее время для изготовления тензочувствительных элементов стали использовать полупроводниковые материалы, в которых под нагрузкой наряду с изменением геометрических размеров значительно изменяется удельное сопротивление, вследствие чего тензочувствительность k достигает 180 и более. На рисунках 5.2.3 приведена конструкция проволочного тензорезистора. Диаметр проволоки выбирают 20-30 мкм, что обеспечивает большое сопротивление и достаточную эластичность, позволяющую проволоке следовать за реформацией испытуемого материала.
Рисунок 5.2.3 – Проволочный тензорезистор (1 – подложка; 2 – измерительная проволока; 3 – присоединительные провода)
На рисунке 5.2.4 показаны продольный и поперечный разрезы тензорезистора, а также способы его закрепления. В качестве подложки используют бумагу с полимерным покрытием, в котором утоплены присоединительные провода и измерительная проволока. На рисунке 5.2.5 представлен фольговый тензорезистор. Толщина константановой фольги 2-10 мкм.
Рисунок 5.2.4 – Разрез наклеенного тензорезистора (1 – бумага; 2 – измерительная проволока; 3 – присоединительный вывод; 4 – клей, как правило, на основе синтетических смол)
Рисунок 5.2.5 – Фольговый тензорезистор с приваренными ленточными выводами: а – вид сверху; б – продольный разрез (1 – металлическая фольга; 2 – бумага; 3 – вывод; 4 – точечная сварка; 5 – элемент жёсткости)
На рисунке 5.2.6 в качестве примера изображён кремниевый полупроводниковый тензорезистор. Сопротивление содержащейся в нём кремниевой полоски приблизительно равно стандартным сопротивлениям проволочных тензочувствительных элементов. Чтобы обеспечить достаточную эластичность полоски, ее изготавливают толщиной 10 – 20 мкм травлением предварительно отполированной заготовки (при этом улучшаются ее механические свойства).
Рисунок 5.2.6 – Различные виды полупроводниковых измерительных тензометров: (1 – кремниевый штабик; 2 – ленточный вывод; 3 – синтетическая подложка; 4 – фосфор-кремний; 5 – азот-кремний)
Недостатком полупроводниковых тензорезисторов является большая зависимость коэффициента k от температуры. В первом приближении можно считать Основной причиной возникновения погрешностей является изменение температуры. Изменение сопротивления тензорезистора R зависит от удлинения контролируемого материала и от температурного коэффициента сопротивления материала тензорезистора. Удлинение образца контролируемого материала в свою очередь происходит, во-первых, под действием механической нагрузки, во-вторых, под влиянием температуры. Измерению подлежит первая из названных составляющих. Влияние температурного удлинения исследуемого материала может быть уменьшено путем подбора для изготовления тензорезисторов материала, обладающего близким коэффициентом температурного расширения. Температурная зависимость сопротивления самого тензочувствительного элемента может быть компенсирована с помощью механически ненагружаемых компенсационных тензочувствительных элементов. При использовании тензочувствительных элементов следует иметь в виду, что измеряемые усилия весьма велики - порядка 10 Н. Характеристики тензорезисторов. Входная величина: перемещение, деформация. Выходная величина: изменение сопротивления. Диапазон измерения: 5 мкм (механическое растяжение или сжатие упругого элемента). Погрешность нелинейности: 0,05 %. Частотный диапазон: 0 – 10 Гц. Достоинства: малая погрешность, универсальность применения, невысокая стоимость, вибростойкость. Недостатки: низкая чувствительность, необходимость больших нагрузок, чувствительность к изменениям влажности и температуры, необходимость тщательного приклеивания к поверхности исследуемого образца. Элементы Холла и магнитосопротивления. При помещении обтекаемого током твердого тела (пластины) толщиной s носители зарядов, образующие при своем движении электрический ток, отклоняются магнитным полем в направлении, перпендикулярном направлению тока. В результате смещения зарядов в теле образуется поперечно направленное электрическое поле и на боковых продольных поверхностях возникает разность потенциалов - ЭДС Холла Uн (рисунок 5.2.7), определяемая зависимостью где I - сила тока, В - магнитная индукция, s - толщина пластины, RН -коэффициент Холла.
Рисунок 5.2.7 – Схема для пояснения эффекта Холла
Значение коэффициента Холла для обычных полупроводниковых материалов равен ~ 200 см3/А·с. С помощью зонда с элементом Холла, расположенного в магнитном поле, можно преобразовать угловое перемещение в напряжение. Соответствующее профилирование поля позволяет получить линейную зависимость. Важная область применения элементов Холла - измерение положений подвижных деталей без механического контакта с ними с выдачей напряжения, амплитуда которого не зависит от скорости движения. Элементы Холла позволяют осуществлять кодированное измерение перемещений, например, при помощи намагниченного, согласно определенному коду, вращающегося ферромагнитного диска, опрашиваемого рядом элементов Холла. Подобное устройство обычно выполняется как датчик поворота (кодирующий диск). Описанный выше эффект отклонения электронов магнитным полем приводит к возрастанию сопротивления и используется в так называемых магниторезисторах. Последние представляют собой омические сопротивления, чувствительные к магнитному полю, причем при изменении индукции, равном В·с/см2, омическое сопротивление увеличивается более чем в 20 раз. Магниторезисторы можно использовать не только для измерения индуктивности магнитных полей, но и, подобно зондам Холла, в качестве конечных выключателей, бесконтактных преобразователей перемещений. Чувствительные элементы, сопротивление которых зависит от влажности. При измерениях влажности определяют влагосодержание твердых и газообразных веществ. Так как электропроводность твердых и и сыпучих материалов зависит от их влажности, то для ее измерения применимы любые методы измерения сопротивления. Например, применяют устройства, состоящее из двух электродов определенных геометрических размеров, между которыми помещают исследуемую среду. Для измерения влажности газов хорошо зарекомендовал себя влагомер с хлористолитиевым чувствительным элементом, принцип действия которого основан на определении точки росы. Характеристики влагомеров. Входная величина: влагосодержание. Выходная величина: изменение сопротивления. Диапазон измерения: 0 – 30 % относительной влажности. Погрешность: несколько процентов относительной влажности. Преимущества: быстродействие, простота обслуживания. Недостатки: результаты измерений и их воспроизводимость зависят от состояния контролируемого материала и температуры окружающей среды (для зерновых культур – даже от величины зерна). Чувствительные элементы, сопротивление которых изменяется под действием света. Фоторезисторами называют полупроводниковые элементы, изменяющие свою проводимость при изменении освещенности. Темновое сопротивление высокоомных типов фотоэлементов составляет ~108 Ом и уменьшается при освещенности в 100 лк до 105 Ом. Сопротивление низкоомных типов фотосопротивлений изменяется в диапазоне 104-101 Ом. В качестве материалов светочувствительного слоя используют селен, сульфиды цинка, олова, кадмия, германий, кремний, закись меди и др. Фотодиоды представляют собой полупроводниковые элементы с запирающим слоем (р-n-переходом), работающие в зависимости от схемы включения как фотоэлементы (в вентильном режиме) или как фотосопротивления (в диодном режиме), чаще в последнем. При освещении области р - n-перехода пространственный заряд изменяется. Ток через р - n-переход, созданный приложенным к нему запирающим напряжением, вследствие поступления дополнительных зарядов, увеличивается, что приводит к снижению сопротивления запорного слоя. Предельная частота (100 кГц) значительно превышает частоту фотосопротивлений. Фототранзисторы. Как и у диодов, при поступлении световых квантов на запирающий слой в фототранзисторе высвобождаются носители зарядов. В фототранзисторах фотоэлектрический эффект фотодиода совмещается с эффектом усиления транзистора, что обеспечивает более чем 30-кратное увеличение чувствительности. Однако предельная частота, равная 10-20 кГц, ниже, чем у фотодиодов. Характеристика фотодиодов и фототранзисторов. Входная величина: освещенность. Выходная величина: сопротивление. Чувствительность: 30 мА/лм (фотодиод) и 130 мА/лм (фототранзистор). Частотный диапазон: (0 – 50)·10-3 Гц (фотодиод), (0 – 3)·104 Гц (транзистор). Преимущества: малая инерционность. Недостатки: большая зависимость темнового тока от температуры; неблагоприятная спектральная характеристика. Термометры сопротивления (терморезисторы). Зависимость сопротивления проводников и полупроводников от температуры используются для измерения температур.
Рисунок 5.2.8 – Температурные характеристики важнейших проводников и полупроводников Индуктивные чувствительные элементы. Основные положения. Уравнение, определяющее индуктивность обмотки, имеет следующий вид: где ω - число витков; Rm - магнитное сопротивление. При где А - площадь поперечного сечения магнитной цепи; l - ее длина; μ - магнитная проницаемость. Из этого уравнения следует, что изменения индуктивности L можно достичь изменением длины l (воздушного зазора), поперечного сечения А или магнитной проницаемости μ. Длина и сечение магнитопровода являются геометрическими размерами; магнитная проницаемость может быть изменена, например, путем приложения механических усилий (магнитоупругие чувствительные элементы). Индуктивные чувствительные элементы с подвижным якорем. При перемещении железного якоря Fe в катушке Sp перераспределяется число силовых линий, проходящих внутри якоря или по воздуху, что вызывает изменение магнитного сопротивления Rm, а следовательно, индуктивности L. Изменение индуктивности зависит от перемещения якоря s нелинейно. Обычно применяют устройство (рисунок 5.2.8), представляющее собой дифференциально включенные системы.
Рисунок 5.2.8 – Схема индуктивного датчика с перемещающимся якорем для измерения усилий
В этом случае при ходе якоря s индуктивность одной катушки увеличивается на +DL, а индуктивность другой уменьшается на равную величину - DL. С помощью, например, мостовой схемы разность изменений индуктивностей L1- L2 = 2DL может быть преобразована в электрическое напряжение. Соответствующее конструктивное исполнение позволяет получить линейную зависимость напряжения от перемещения якоря в пределах до 80 % длины катушки. В отличие от описанных индуктивных элементов, выходной величиной которых является изменение индуктивности, преобразуемое затем с помощью электрической схемы в напряжение, чувствительные элементы, основанные на дифференциально-трансформаторном принципе, позволяют непосредственно получить в качестве выходной величины напряжение DU (рисунок 5.2.9).
Рисунок 5.2.9 – Схема индуктивного датчика с дифференциальным трансформатором
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
,
,
и температуре спая 
между свободными концами проволок возникает напряжение:
, называется термоэлектродвижущей силой и составляет несколько микровольт. Практическое значение имеют следующие комбинации металлов: железо-константан, медь-константан, нихром-никель, платинородий - платина. При измерении абсолютных температур свободный спай термопары должен находиться при постоянной и известной температуре (для лабораторных измерений применяют заполненный тающим льдом сосуд Дьюара). При непрерывных измерениях применяют термостаты с постоянной температурной уставкой, превышающей максимально возможную температуру окружающей среды, во избежание необходимости охлаждения.
пропорционален освещенности Е, хотя U0 и Ri являются нелинейными функциями. Спектральная характеристика селенового элемента близко совпадает с характеристикой глаза.
, определяется по известной формуле R = rl/q. Как видно, изменение сопротивления может быть вызвано изменением удельного сопротивления, длины или площади сечения проводника. Все три возможности используют в конструкциях чувствительных элементов.
и относительное изменение растяжения Dl/l через e, то сопротивление растянутой проволоки определяется зависимостью
Коэффициент 
зависит от проводимости полупроводника: например 
(при 
Ом·см), равен 
0С-1. исследования механических напряжений обычно проводят в пределах упругости, поэтому изменения сопротивлений весьма малы: максимальное удлинение едва достигает 0,001. При 
сопротивление тензочувствительного элемента увеличивается не более чем на 
своего первоначального значения. Практически подлежат измерению меньшие значения удлинений и соответственно меньшие изменения сопротивлений, что с точки зрения измерительной техники весьма затруднительно. Несмотря на этот недостаток, тензорезисторы позволяют достаточно просто и с большой точностью измерять относительные изменения линейных размеров при условии учёта влияния неизбежных помех.
