Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в закладных датчиках для опре деления внутренних напряжений в глубине твердекмцих материалов, в частности бетонов.
Цель изобретения повышение точности измерений путем уменьшения влияния давления материала на чувствитель- ньш элемент в направлении,перпендикулярном направлению измерений.
На фиг. 1 показано устройство для определения внутренних напряжений в материалах, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.
Устройство для определения внутренних напряжений в материалах содержит корпус 1 и заключенный в нем чувствительный элемент 2. Корпус состоит из внутреннего 3 и внешнего 4 -.слоев, модули упругости которых выбирают из соотношений
-11 .
Внешний слой 4 выполнен из эпоксидной смолы, армированной стальными кольцами; коэффициент армирования ,7. Модуль упругости внешнего слоя 4 в направлении, перпендикулярном направлению измерений, Е 1,4Г10 tola, а в направлении измерений ,1-10 МПа; коэффициент Пуассона V
Устройство работает следуюш 1М образом.
При помещении датчика в глубину материала, например бетона (модуль упругости 1,1-10 МПа), возникающие в материале деформации в направлении измерения вызывают деформирование корпуса 1 вместе с чувст- в 1телъным элементом 2, что приводит к изменению сопротивления чув- ствительного элемента 2 и, следовательно, величины электрического сигк.ала, по которой судят о величине деформации материала.
При этом, так как Е Е„, давление на чувствительный элемент 2 в направлении, перпендикулярном направлению измерений, и, следовательно, погрешность измерений из-за
где Е„ - модуль упругости исследуемого материала;
Е - модуль упругости внутреннего слоя;
Е - модуль упругости внешнего слоя .:в направлении, перг пендикулярном направлению измерений;
Е - модуль упругости внешнего слоя в направлении измерений} S ,5 - площади сечений соответственно внутреннего и внешнего слоев; J.- i - соответственно коэффициенМ 2
ты Пуассона исследуемого материала, внутреннего слоя и внешнего слоя в направлении, перпендикулярном направлению измерений;
т.
- отношение диаметров внутгреннего D, и внешнего D,
5
0
5
Е.
л.
влия ния давления уменьшены, причем во столько раз, во сколько левая часть соотношения (3) меньше единицы. В то же время чувствительность датчика в направлении измерения не снижена, так как выполняется соотношение (2) .
Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность изме-. рений напряжений за счет уменьшения погрешности из-за влияния давления материала в направлении, перпендикулярном направлению измерений, что является существенным при измерении внутренних напряжений в глубине материалов.
50
Формула и 3 О б р е т. е н и я
Устройство для определения внутренних напряжений в материалах, содержащее корпус и чувствительный элемент, размещенный в корпусе, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, корпус выполнен двухслойным, а модули упругости слоев выбирают из соотношений Е
о гл
..|f(.6(
Е - модуль упругости исследуемого материала;
Е - модуль упругости внутреннего слоя;
Е - модуль упругости внешнего
слоя в направлении, перпендикулярном направлению измерений;
Е - модуль упругости внешнего
слоя в направлении измеренияГ;
EiSi.lEi.Si р . о +с - -
1
S иS - площади сечений соответст-. венно внутреннего и внепгне- го слоев;
i,v.v - соответственно коэффициенты Пуассона исследуемого материала, внутреннего слоя и внешнего слоя в направлении, перпендикулярном направле- нию измерений:
„ j.
ч- отношение диаметров внутреннего D, и внешнего Dj, слоев.
.D.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Комплексный способ контроля напряженно-деформированного состояния элементов конструкций объектов геотехнологии в процессе их длительной эксплуатации | 2022 |
|
RU2796197C1 |
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТОГО ДАТЧИКА ОБЪЕМНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ | 2007 |
|
RU2348899C1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ | 2017 |
|
RU2672192C1 |
| Многокомпонентный датчик силы | 1990 |
|
SU1767367A1 |
| Датчик для определения напряжений в бетоне при его усадке | 1982 |
|
SU1177692A1 |
| СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ МАТЕРИАЛА ИЗДЕЛИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2016 |
|
RU2646442C1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ | 2019 |
|
RU2710953C1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ СТРОУ ТРУБКИ КООРДИНАТНОГО ДЕТЕКТОРА ЧАСТИЦ | 2018 |
|
RU2691770C1 |
| ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ | 2000 |
|
RU2240521C2 |
| Способ механической компенсации температурной зависимости чувствительности интегральных датчиков малых давлений | 1978 |
|
SU746218A1 |
Изобретение предназначено для определения внутренних напряжений и используется в закладных датчиках для определения внутренних напряжений в глубине твердеющих материалов, например бетонов.- Целью изобретения является повышение точности измерений, что достигается путем уменьшения влияния давления материала на чувствительный элемент в направлении, перпендикулярном направлению измерений. Устройство содержит чувствитель ный элемент, заключенный в корпус, состоящий из внутреннего слоя с модулем упругости Е и внешнего слоя, армированного стальными кольцами, с модулем упругости Е в направлении, перпендикулярном направлению измерений, большим модуля упругости Е в направлении измерения, и модуля упру гости материала Е„. Чувствительный элемент деформируется в направлении измерения вместе с материалом, что приводит к изменению его сопротивления, по которому судят о величине деформации материала. При .этом давление на чувствительный элемент в направлении, перпендикулярном направлению измерения, и, следовательно, погрешность измерения из-за влЦяния давления материала, уменьшены. В то же время чувствительнбсть устройства в направлении измерения не снижается. 2 ил (Л
4
А-А
epae.i
(ра9.1
