Устройство для измерения коэффициента внешнего трения полимерных материалов Советский патент 1985 года по МПК G01N19/02 

.1

Изобретение относится к области испытаний полимерных материалов, в частности, к устройствам для измерения коэффициента внешнего трения полимерных материалов в процессе их переработки-в изделия.

Цель изобретения - повышение производительности измерения коэффициента внешнего трения полимерных .материалов.

На фиг. 1 приведено устройство для измерения коэффициента внешнего трения, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 .

Устройство содержит основание 1, центральный чувствительный элемент 2 с фланцем 3 и тензорезисторами 4, опору 5, матрицу 6 с верхним 7 и нижним 8 пуансонами, в полости между зйэторыми размещается образец 9 материала, преобразователь (не показан) . деформаций центрального чувствительного элемента 2, выполненый в виде соединенных по мостовой схеме (не показана) тензорезисторов 4, и регистратор 10. Устройство снабжено чувствительными эЛементами 11, масштабным усилителем 12, сумматором 13, блоком 14 нелинейности и множительным блоком 15. Элемент 2 вьшолнен в виде стакана с жестким днищем 16, между последним и нижним пуансоном 8 установлен шар 17. Тензорезисторы 4 установлены на наружной поверхности элемента 2. Чувствительные элементы 11 выполнены в виде тензорезисторов и установлены на внутренней поверхности опоры 5 матрицы 6 и соединены по мостовой схеме, (не показано) . Плоскость 18 установки элементов 11 расположена не ниже плоскости 19 касания нижнего пуансона 8 с шаром 17. Заданная температура матрицы 6 поддерживается с помощью нагрева- . тельного узла 20. Высота образца 9 измеряется с помощью, например, индикатора 21, закрепленного на основнии 1 и взаимодействующего с верхним пуансоном 7. Опора 5 матрицы 6 (фиг. 2) вьшолнена в виде равнопрочных упругих балок, установленны на одинаковом расстоянии от оси пуансонов 7 и 8 и одна от другой. Устройство снабжено узлом нагружения (не показан) образца 9 и узлом регистрации усилия его прессования (не показан ). Мостовая схема (не

748362

показана) соединения чувствительных элементов 11 симметрична мостовой схеме (не показана) соединения тензорезисторов 4. Количество рабочих тензорезисторов в этих схемах чОдйнаковое.В этих схемах имеются термокомпенсационные резисторы (не показаны) для исключения температурной составляющей погрешности при измерениях .

Устройство работает следующим образом.

Образец размещают между пуансонами 7 и 8 матрицы 6, которые термостатируют с помощью узла 20. Матрицу 6 устанавливают на опору 5. В результате этоГо через пуансон 8 И шар 17 днищу 16 элемента 2 передается усилие FI . С-помощью преобразователя деформаций элемента 2, выполненного в виде соединенных по мостовой схеме тензорезисторов 4 регистрируют электрический сигнал (Ji.) пропорциональньш усилию F2 Образец 9 нагружают с помощью узла нагружения и верхнего пуансона 7 . Вследствие наличия силы трения между образцом 9 и матрицей 6, последняя воздействует силой F-i на опору 5. Так как последняя вьшолнена в виде п. равнопрочных упругих балок, то в каждой из них возникает деформация, пропорциональная величине FI.C помощью соединенных по мостовой схеме чувствительных элементов 11 измеряют электрический сигнал Ui , пропорциональный этой деформации. Сигнал Ц поступает на вход усилителя 12, который осуществляет умножение сигнала на постоянную, величина которой равна отношению радиуса t. полости матрицы 6 и коэффициента NS бокового давления. Сигналы U и и поступают на сумматор 13, затем суммарный сигнал подается на вход блока 14 нелинейности, где формируется сигнал, обратньш входному. Электрические сигналы с выходов усилителя 12 и блока 14 нелинейности поступают на вход множительного блока 15, на вькоде которого формируется сигнал

U-rUjKglU. + Ui). 3 В ходе испытаний с помощью индйкатора 21 регистрируют высоту h образца 9. 11748364 Коэффиидент трения определяют как отношение величины U К и записывают с помощью регистратора 10.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВНЕШНЕГО ТРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее основание, установленный на нем центральньй чувствительный элемент с фланцем и тензорезисторами, закрепленную на фланце опору, установленную на опоре матрицу с соосными верхним и нижним пуансонами, в полости между которыми размещается образец материала, преобразователь деформаций центрального чувствительного элемента, выполненный в виде соединенных по мостовой схеме тензорезисторов, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности измерения, оно снабжено установленными в плоскости опоры матрицы чувствительными элементами, соединенными по мостовой схеме и электрически связанными с преобразователем деформаций центрального чувствительного элемента, масштабным усилителем, сумматором, блоком нелинейности и множительным блоком, вход усилителя соединен с первой мостовой схемой, вход сумматора - с обеими мостовыми схемами, выход сумматора - с входом блока нелинейности, выходы последнего и усилителя соединены с входом множительного блока, а опора выполнена в виде равнопрочных упругих балок, установленных на одинаковом расстоянии от оси пуансонов и одна от другой. 4 00 СО О)