Прижимной тензорезисторный тензометр Советский патент 1984 года по МПК G01B7/16 

а ел

о

00

. ГГРЮКИМНОЙ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ ТЕНЗОМЕТР, содержащий основание, эластичный прижим, связанный с основанием, рабочий тензорезистор, расположенный на поверхности эластичного прижима, предназначенной для установки на поверхность объекта контроля, и компенсационный узел. отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности результатов измерений, компенсационный узел выполнен в виде пластины, расположенной на основании одной стороной, с углублениями на другой ее стороне, размер и глубина которых выбраны нарастающими по длине пластины, компенсационного тензорезистора, размещенного на пластине со стороны углублений, второго эластичного прижима, прилегающего к тензорезистору, и струбцины, связанной с основанием и эластичным прижимом, а тензометр снабжен эластичными прокладками со смазкой, размещенными между эластичными прижимами и тен- зорезисторами. (Л

/2

/

Изобретение относится к технике измерений механических напряжений и деформаций, использующей тенэореэисторы, и предназначено для многократного контроля в произвольных точках напряженного состояния объектов, имеющих неровную поверхность, например, бетонных конструкций.

Известен прижимной тензорезисторный тензометр, содержащий основание, эластичный, например, резиновый прижим, закреплен ый на основании, металлическую пластину, закрепленную на эластичном прижиме, и тензорезистбр, расположенный на поверхности пластины fl.

Такой тензометр при установке на неровных поверхностях объектов контроля не обеспечивает плотного равномерного контакта поверхности тензорезистора с поверхностью объекта. Это не обеспечивает однозначной передачи деформаций объекта к тензорезистору и не позволяет получить желаемой точности результатов измерений. Кроме того, наличие хорошего контакта поверхности тензорезистора с поверхностью жесткой пластины ухудшает передачу деформаций от объекта к тензорезистору, что снижает чувствительность тензометра.

Наиболее близким к изобретению является прижимной тензорезисторный тензометр, содержащий основание, эластичный прижим, например резиновый, связанный с основанием, рабочий тензорезистор, расположенный на поверхности эластичного прижима, предназначенной для установки на поверхность объекта контроля, и компенсационный узел. Компенсационный узел выполнен в виде пластины, связанной с основанием, и компенсационного тензорезистора, размещенного на поверхности пластины, прилегакяцего к второй поверхности эластичного прижима, противополо;кной поверхности для установки на объект контроля.

При таком выполнении тензометра обеспечивается плотный прижим тензометра к поверхности контролируемого объекта и более полная передача ее деформаций к рабочему тензореэистору 3 счет малой жесткости эластичного прижима, меньше влияюwsA на деформации тензорезистора С2

Однако при установке такого тензометра на объект с необходимой нагрузкой на эластичный прижим сказываются свойства текучести эластичного материала прижима непрерывное изменение его дефор маций под нагрузкой (ползучесть) по всем направлениям. Составляющая ползучести деформаций прижима, направленная продольно длине тензорезистора, за счет трения соответствунвдих поверхностей частично передается на тензорезистор, вызывая его непрерывную вредную, нерабочую деформацию в течение нескольких часов. Составляющая ползучести деформаций прижима, направленная поперек поверхности тензорезистора, при неровной поверхности объекта вы0 зывает постепенное, в течение нескольких часов, приближение формы поверхности тензорезистора к форме поверхности объекта контроля. За счет трения между упомянутыми по5 верхностями изменение формы ведет тоже к непрерывной нерабочей деформации тензорезистора.

Имеющийся в тензометре компенсационный узел мог бы скомпенсировать указанные нерабочие деформации рабочего тензорезистора, если бы форма поверхности пластины, на которой размещен компенсационный тензорезистор, была бы всегда в точ5 ности такой же, как и форма поверхности контролируемого .объекта. Ноиз-за отличий формы поверхностей объектов контроля от плоской формЫ поверхности пластины известный тензометр будет обладать нестабиль ностью результатов измерений.

Целью изобретения является повышение стабильности результатов измерений путем улучшения компенсации ползучести эластичного прижи5 ма.

Указанная цель достигается тем, что в прижимном тензорезисторном тензометре, содержащем основание,

Q эластичный прижим, связанный с основанием, рабочий тензорезистор, расположенный на поверхности эластичного прижима, предназначенной для установки на поверхность объекг та контроля, и компенсационный узел, компенсационный узел выполнен в виде пластины, расположенной на основании одной стороной, с углуб-, лениями на другой ее стороне, размер и глубина которых выбраны нарастающими по длине пластины, компенсационного тензорезистора, размещенного на пластине со стороны углублений, второго эластичного прижима, прилегающего к тензорезистору, и струбцины, связанной .с основанием и эластичным прижимом, а тензометр снабжен эластичными прокладками со смазкой, размещенными между эластичными прижимами и тен0 зорезисторакм.

На фиг.1 показан схематически прижимной тензорезисторный тензометр; на фиг.2 - две проекции пластины с углублениялр ; на фиг.З 5 размещение эластичных прокладок в тензометре; на фиг.4 - размещение тензометра на объекте контроля. Прижимной тен&орезисторнчй тензометр (фиг.1) содержит основание эластичный, например резиновый при жим 2, связанный с основанием 1, рабочий тензорезистор 3, расположенный на поверхности эластичного прижима 2, предназначенной для устанивки на поверхность объекта кон роля, и компенсационный узел. Компенсационный узел выполнен в виде пластины 4, расположенной на основании 1 одной стороной, с углублениями на другой ее стороне, размер и глубина которых выбраны нарастающими по длине пластины, .компенсационного тензорезистора 5, размещенного на пластине со стороны углублений, второго эластичного прижима б, прилегающего к.тензорезистору 5, и струбцины 7, включающей винт 8 и нажимную пластину 9. Углубления на пластине 4 могут быт выполнены в виде канавок переменной ширины и глубины, как показано на фиг.2. Тензометр снабжен эластичными прокладками 10 (фиг.1) со смазкой, которые размещены между эластичными прижимами 2 и 6 и соответственно тензорезисторами 3 и 5. Пр кладки 10 могут представлять собой два слоя кальки со смазкой, например машинным маслом. Для удобства оба слоя кальки прикреплены клеем i к эластичному прижиму 2 или 6, как показано на фиг.З, причем к наружному слою кальки приклеен тензорезистор соответственно рабочий 3 ил компенсационный 5. Для установки тензометра на объект 11 контроля служит натяжной элемент 12 с динамометром 13 и измерительным прибором 14. Тензометр работает следующим об разом. На объект 11 контроля (фиг.4) устанавливёцот тензометр и прижимаю его за основание 1 с помощью натяж ного элемента 12 к объекту 11 с определенной силой, которую контролируют по динамометру 13. Оба тензорезистора тензометра электриЧеским приводом соединяют с измерительным прибором 14, например, измерителем статических деформаций ИСД-3. Включив прибор 14, наблюдают за движением его стрелки и вращают винт 8 на струбцине 7 в ту или иную сторону, добиваясь остановки стрелки прибора 14, т.е. стабильности показаний прибора 14. При этом влияние ползучести эластичного прижима 2 на тензоре:(истор 3 оказывается скомпенсированным влиянием ползучести эластичного прижима 6 на тензорезистор 5. Если не удается обеспечить стабилизации показаний винтом 8, то, ослабив его, перемещают пластину 4 так, чтобы компенсационный тензорезистор оказывался в зоне пластины с более глубокими канавками. После этого вновь осуществляют вращение винта 8 до получения стабилизации показаний. Тензометр готов к измерениям, если стрелка прибора 14 остается неподвижной. И пользование предлагаемого прижимного тензометра позволяет повысить точность результатов испытаний бетонных или иных конструкций с неровными поверхностями без затрат средств и -времени на подготовку и выравнивание поверхности. При таком выполнении тензометра, когда компенсационный тензореэистор прижат струбциной к пластине с углублениями, размер и глубину которых можно варьировать, и можно варьировать силу прижима, становится возможным создатг. такие условия, при которых ползучесть эластичного прижима, передающаяся в компенсационный тензорезистор, сравняется с ползучестью эластичного прижима, передающейся в рабочий тензорезистор. Поскольку передача ползучести эластичных прижимов к тензорезистора.. осуществляется за счет трения, то снабжение тензометра эластичными прокладками со смазкой между прижимами и тензорезисторами уменьшает трение, а следовательно, r.jредачу ползучести к тенкорезисторам. Все это позволяет улучшить компенсацию ползучести и этим повысить стабильность результатов измерений.

Фиг I

Фи$Л