ДАТЧИК ДЕФОРМАЦИИ Российский патент 2011 года по МПК G01N3/08 G01B5/30 

Изобретение относится к технике испытаний материалов на прочность и жесткость при растяжении образцов. Датчик деформации является одним из основных метрологических приборов испытательных комплексов (машин), обеспечивающий измерение деформации при определении механических характеристик материалов в соответствии с ГОСТ 1497 и других.

Известны различные системы измерения деформации. Наибольшее распространение получили приставные (съемные) датчики деформации, конструктивно представляющие собой корпус (параллелепипед), на противоположных гранях которого закреплены параллельные упругие балочки с наклеенными на них тензорезисторами, и с зажимами на концах для крепления на испытываемом образце. К недостаткам таких датчиков деформации следует отнести то, что реально допускаемая деформация их составляет не более 10% от базы измерения и, следовательно, они не могут использоваться при испытаниях до разрушения образцов конструкционных материалов, относительное удлинение которых составляет значительно большую величину (от 20% до 100%).

Известны также датчики деформации, построенные на базе индуктивных преобразователей перемещений, например датчики фирмы MFL с ходом измерения до 500 мм, при этом база датчика (рабочий участок длины образца I₀) составляет до 200 мм. Такие датчики используются при определении временного сопротивления разрыву и относительного удлинения после разрыва. Такие датчики используются при определении временного сопротивления разрыву и относительного удлинения после разрыва. Однако эти датчики не могут применяться для определения предела пропорциональности, модуля упругости, предела текучести, так как при этом деформация образца на один-два порядка меньше полного хода датчика, и чувствительность датчика не может обеспечить требуемой точности измерения.

В предлагаемой конструкции датчика деформации решена задача определения всех механических характеристик металлов в полном объеме в соответствии с ГОСТ 1497 - от предела пропорциональности до относительного удлинения после разрыва в процессе одного цикла нагружения одного образца путем оснащения датчика двумя преобразователями перемещений - больших и малых перемещений, работающих одновременно параллельно-последовательно.

Принципиальное решение предлагаемого изобретения изображено на прилагаемом чертеже. Основными составными частями датчика деформации являются электрические индуктивные преобразователи перемещений, условно больших 1 и малых 2, корпуса которых жестко связаны между собой основанием 3, траверса 4, с которой жестко соединены сердечник 5 преобразователя 1 и направляющая штанга 6 и на которую (траверсу 4) опирается подпружиненный сердечник 7 преобразователя 2.

Для закрепления на испытываемом образце датчик деформации снабжен двумя зажимами, один из которых (8) закреплен на траверсе 4, второй (9) посредством клеммового кронштейна 10 закреплен на корпусе преобразователя 1. Расстояние между зажимами 8 и 9 определяет длину (базу) исследуемого участка образца, величина которой может регулироваться перестановкой кронштейна 10, жестко фиксируемого с помощью винта 11.

Датчик деформации работает в комплекте с блоком 12 усиления и управления и блоком 13 индикации, записи диаграммы деформирования «сила - деформация» и автоматической обработки результатов испытаний.

Описанный предлагаемый датчик деформации работает следующим образом. На подготовленном к испытанию и установленном в захватах испытательной машины образец датчик деформации закрепляется с помощью зажимов 8 и 9. Перед началом нагружения к блоку 12 подключен преобразователь 2 малых перемещений. Затем в процессе нагружения при достижении предела текучести или другого значения деформации в пределах полного хода сердечника 7 преобразователь 2 отключается вручную или автоматически программно и подключается преобразователь 1, работающий до завершения испытаний или разрыва образца. Таким образом в процессе одного цикла испытаний одного образца определяются все механические характеристики материала (металла) по ГОСТ 1497.

Настоящее изобретение относится к технике испытаний материалов на прочность и жесткость при растяжении образцов. Датчик деформации содержит электрический индуктивный преобразователь перемещений, состоящий из взаимно подвижных коаксиальных корпуса и сердечника, зажимы закрепления на испытываемом образце, один из которых жестко связан с корпусом преобразователя, а второй - с сердечником преобразователя посредством траверсы. Датчик снабжен дополнительным параллельным электрическим преобразователем перемещений с меньшим пределом измерений, корпус которого жестко связан с корпусом основного преобразователя перемещений, а подпружиненный сердечник опирается на траверсу крепления сердечника основного преобразователя. Технический результат: возможность определения всех механических характеристик металлов в полном объеме в соответствии с ГОСТ 1497. 1 ил.

Датчик деформации, включающий электрический, например, индуктивный преобразователь перемещений, состоящий из взаимно подвижных коаксиальных корпуса и сердечника, зажимы закрепления на испытываемом образце, один из которых жестко связан с корпусом преобразователя, а второй - с сердечником преобразователя посредством траверсы, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным параллельным электрическим преобразователем перемещений с меньшим пределом измерений, корпус которого жестко связан с корпусом основного преобразователя перемещений, а подпружиненный сердечник опирается на траверсу крепления сердечника основного преобразователя.