Машина для испытаний образцов на растяжение Советский патент 1986 года по МПК G01N3/08 

1

Изобретение относится к испытательной технике и может использовася для испытания образцов материалов на растяжение.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения определения предела прности.

На фиг.1 представлена схема прелагаемой машины; на фиг.2 - схема блока, управления.

Машина содержит механизм нагруже-, ния,. включающий привод 1 и зажимы 2 и 3 для крепления испытуемого образца 4, последовательно соединенные тензодатчик .5, усилитель 6 канала нагрузки, аналого-цифровой преобразователь 7 и запоминающий регистр 8 величины нагруз.ки, последовательно соединенные датчик 9 удлинения, уср- литель 10 канала удлинения, второй аналого-цифровой преобразователь 11 и запоминающий регистр 12 величины удлинения, компаратор 13, источник 14

напряжения соединен с вторым входом . компаратора 18. Выход фотодатчика 23 через реверсивный счетчик 24 соединен с входом запоминающего регист ра 25 и третьим входом блока 15 управления, четвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с обнуляющим ВХОДОМ реверсивно го счетчика 24, управляющим входом запоминающего регистра 23 и управляющим входом реверсивного счетчика 24. Выход запоминающего регистра 2,5 соединен с вторым входом блока 26 обработки информации.

5 , Блок 15 управления содержит три триггера 27-29, пять элементов 30- 34 И, элемент 35 ИЛИ, два формирователя 36 и 37 импульсов, два усилителя 38 и 39 и дешифратор 40. Вход де20 шифратора 40 является третьим входом блока 15 управления, а его выход соединен с первым входом элемента 30 И. и первым входом элемента 31 И, второй вход которого является четвертым

опорного напряжения, блок 15 управле- 25 входом блока 15 управления. Первый ния, блок 16 сравнения кодов, датчик вход триггера 27 является пятым вхо- 17 тока, компаратор 18, источник 19 дом блока 15 управления, второй его опорного напряжения, упор 20, изме- вход соединен с выходом элемента 30 рительный винт 21, привод 22 измери- И и первым входом элемента 32 И, а

30

тельного винта, фотодатчик 23, реверсивный счетчик 24, запоминающий регистр 25 и блок 26 обработки информации, выполненный в виде множитель- но-делительного устройства.

Выходы усилителя 6 канала нагрузки и источника 14 опорного напряжения соединены с соответствующими входами компаратора 13, выход которого соединен с первым входом блока 15 управления, первый выход которого соединен с входом привода 1 механизма нагружения, а второй - с управляющим входом запоминающего регистра 12 величины удлинения. Выход аналого-цифрового преобразователя 7 через блок 16 сравнения кодов соединен с управляющим входом запоминающего регистра 8 величины нагрузки, выход которого соединен с вторым входом блока 16 сравнения кодов и первым входом блока 26 обработки информации.

Третий выход блока 15 управления соединен с входом привода 22 измерительного винта, токовый выход которого через последовательно соединенные датчик 17 тока и компаратор 18 соединен с вторыми входами блока 15 управления. Источник 19 опорного

выход - с первым входом элемента

33И и первым входом элемента 35 ИЛИ Первый вход триггера 28 соединен с выходом элемента 31 И, второй вход - с первым выходом формирователя 36

35 импульсов, а выход - с вторым входом элемента 35 ИЛИ, вторым входом элемента 32 И и первым входом элемента

34И. Первый вход триггера 29 соединен с выходом элемента 35 ИЛИ, и

40 первым входом усилителя 38, второй вход триггера 29 соединен с вторым входом элемента 33 И, вторым входом элемента 34 И, и входом формирователя 37 импульсов, вход которого явля45 ется вторым входом блока 15 управления. Выход триггера 29 соединен с . вторым входом элемента 30 И, вторьи входом усипителя 38 и является шестым выходом блока 15 управления. Первый

50 вход усилителя 39 соединен с выходим элемента 32 И, второй его вход является шестым входом блока 15 управления, а выход - первым выходом блока 15 управления. Вход формирователя З б

55 импульсов является первым входом блока 15 управления, а второй выход - вторым выходом блока управления, выход элемента 33 И является четвертым

напряжения соединен с вторым входом . компаратора 18. Выход фотодатчика 23 через реверсивный счетчик 24 соединен с входом запоминающего регистра 25 и третьим входом блока 15 управления, четвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с обнуляющим ВХОДОМ реверсивного счетчика 24, управляющим входом запоминающего регистра 23 и управляющим входом реверсивного счетчика 24. Выход запоминающего регистра 2,5 соединен с вторым входом блока 26 обработки информации.

, Блок 15 управления содержит три триггера 27-29, пять элементов 30- 34 И, элемент 35 ИЛИ, два формирователя 36 и 37 импульсов, два усилителя 38 и 39 и дешифратор 40. Вход дешифратора 40 является третьим входом блока 15 управления, а его выход соединен с первым входом элемента 30 И. и первым входом элемента 31 И, второй вход которого является четвертым

30

выход - с первым входом элемента

33И и первым входом элемента 35 ИЛИ Первый вход триггера 28 соединен с выходом элемента 31 И, второй вход - с первым выходом формирователя 36

35 импульсов, а выход - с вторым входом элемента 35 ИЛИ, вторым входом элемента 32 И и первым входом элемента

34И. Первый вход триггера 29 соединен с выходом элемента 35 ИЛИ, и

40 первым входом усилителя 38, второй вход триггера 29 соединен с вторым входом элемента 33 И, вторым входом элемента 34 И, и входом формирователя 37 импульсов, вход которого явля45 ется вторым входом блока 15 управления. Выход триггера 29 соединен с . вторым входом элемента 30 И, вторьи входом усипителя 38 и является шесты выходом блока 15 управления. Первый

50 вход усилителя 39 соединен с выходим элемента 32 И, второй его вход является шестым входом блока 15 управления, а выход - первым выходом блок 15 управления. Вход формирователя З б

55 импульсов является первым входом блока 15 управления, а второй выход - вторым выходом блока управления, выход элемента 33 И является четвертым

10

20

25

выходом блока 15 управления. Выход элe 1eнтa 34 И является пятым выходом блока 15 управления, а выход усили- теля 38 - третьим выходом блока 15 управления.

Машина работает следующим образом. . . .

До закрепления образца 4 в зажимах 2 и ;3 по сигналу от кнопки Калибровка (не показана) на, второй вход блока 15 управления триггер 27 устанавливается в положение, при ко- . тором сигнал с его выхода-через .эле- мент 35 ИЛИ и усилитель 38 включает привод 22 измерительного винта и пе- f5 реключает триггер 29 в положение , соответствующее перемещению измерительного винта 21 в направлении к упору 20. Винт 21 перемещается до соприкосновения с упором 20, при этом срабатывает датчик 17 тока, напряжение на выходе которого пропорционально току дЕ1Ига теля привода 22. При превышении сигналом.с выхода датчика 17 тока опорного сигнала с формирователя 19 опорного напряже- jftHH срабатывает компаратор 18, сиг- нал .с выхода которого попадает на вхсгд формирователя 37 импульсов блока 15 управления. На выходе формирователя 37 появляется сигнал, который через элемент 33 И о.бнУляет реверсивный .счетчик 24 и опрокидьша- ет -триггер 29, сигнал с выхода которого изменяет направление счета реверсивного счетч оса 24 и через усилитель 38 - направление вращения привода измерительного винта 21. Винт 21 отходит от.упора 20 на расстояние, необходимое для установки образца 4 в. зажимах 2 и 3.. Это расстояние фиксируется кодом счетчика 24, подсчитывающего импульсы от фотодатчика 23 при вращении. винта 21. При достижении числом, за- 5 писанным в счетчике 24, определенной, величины, соответствующей исходному положению измерительного винта 21, Haf выхрде дешифратора 40 появляется сигнал, который устанавливает триггер 27 в исходное положение, останавливая, таким образом, прив:од.22 измерительного винта..

После закрепления образца 4 в за- зкимах 2 и.З наг третий вход блока 15 управления подается сигнал от кнопки Испытание, который при наличии сигала с дещифратора 40 в исходном JBO30

40

50

55

10

20

25

. f5 5

30

0

0

5

ложении винта 21 проходит через эле- ме нт.31 И и переключает триггер 28, сигнал с выхода которого через зле- мент 35 ИЛИ включает усилитель 38 и привод 22 измерительного винта, а также переключает триггер 29, изме- няющий направление вращения винта 21 и направление счета счетчика 24. Импульсы с фотодатчика 23 уменьшают число в счетчике 24 до тех пор, пока винт 21 не прижмет образец 4 к упору 20. Число, оставшееся при этом в счетчике 24 и соответствующее толщине образца,.по сигналу с выхода формирователя 37 импульсов, появляющемуся при положительном перепаде напряжения на выходе компаратора 18, записывается в запоминающий регистр 25. Этот же сигнал с выхода формирот вателя 37 импульсо.в перекидывает триггер 29, что приводит к реверсу привода 22 измерительного винта и счетчика 24. Винт 21 возвращается в исходное положение, которое определяется- сигналом с дешифратора 40 по коду счетчика 24. При этом сигнал с выхода триггера 28 проходит через , элемент 32 и на вход.усилителя 39, который запускает привод 1 нагруже- ния. -

в момент натяжения образца 4, соответствующий началу его удлидения, сигнал с терзодатчика 5, усиленный усилителем 6 канала нагрузки, превы- пиет опорный сигнал, подаваемый на второй вход компаратора 13 от источника 14 опорного напряжения. На выходе компаратора 13 формируется сигнал, по которому формирователь 36 импульсов, находящийся в блоке 15 управления, обнуляет регистр 12 величины удлинения, определяя, таким образом, момент начала отсчета удлинения образца 4, Регистр 12 величин удлинения осуществляет прием и индикацию информации, поступающей от датчика 9 удлинения через усилитель 10 канала удлинения и преобразованной аналого-цифровым преобразователем 11. Информация с выхода усилителя 6 канала нагрузки, преобразованная в аналого-цифровом преобразрватет 7, поступает на вход блока 16 сравнения кодов и вход запоминающего регистра 8, Блок 16 сравнивает коды на входе и выходе регистра 8. Если код на входе .регистра 8 больше кода на его выхрде, то блок 16 сравнения

формирует сигнал записи на управляющий вход регистра 8, Таким образ.ом, информация в .регистре 8 обновляется, до тех пор, пока величина усилия j растяжения .возрастает. Снижение величины усилия перед разрывом образца не изменяет информации, записанной в этом регистре и соответствуюей максимальному усилию растяжения 10 образца в. процессе испытаний. .

В момент обрыва образца 4 сигнал на вьпсоде; компаратора 13 меняется на противоположный. При этом формирователь 36 импульсов перекидывает 15 триггер 28 в блоке 15, что приводит к остановке привода 1 и фиксации веичины абсолютного удлинения образа,

Информация о максимальной величи- 20 е усилия натяжения с выхода регист-. . а 8 подается на первый вход блока 6 обработки информации, на второй ход которого поступает информация с ыхода .регистра 25 о величине толщи- 25 ны образца, и блок 26 обработки информации производит вычисление предела прочности образца. .

Формула изобретения 30

1 .Машина для испытаний обра зцов на растяжение, содержащая механизм на- гружения, последовательно соединенные

тензрдатчик, усилитель канала нагруз-з ки, аналого-цифровой преобразователь . и запоминающий регистр величины на- , грузки, последовательно соединенные датчик удлинения, усилитель канала удлинения, второй аналого-цифровой 40 преобразователь и запоминающий регистр величины удлинения, компаратор, источник опорного напряжения и блок управления, выходы усилителя канала нагрузки и источника опорного 45 напряжения соединены с соответствующими входами компаратора, выход которого соединен с первьм входом блока управления, первый выход которого соединен с входом механизма на- 50 гружения, а второй - с управляющим входом запоминаннцего регистра величины удлинения, о т л и ч а ю щ а,- я с я тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путем jj определения предела прочности, она снабжена блоком сравнения кодов, датчиком тока, вторым компаратором.

вторым источником опорного напряже- Ния, упором, располагаемым по одну сторону от образца, измерительным винтом, располагаемым по другую стог рону от образца, приводом измерительного винта, фотодатчиком, ревер- сивньм счетчиком, третьим запоминающим регистром и блоком обработки лн- формадии, выход первого аналого-цифрового преобразователя через блок сравнения кодов соединен с управляющим входом.3 апоминающего регистра величины нагрузки, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения кодов и первым входом блока обработки информации, третий выход блока управления соединен с входом привода измерительного винта, токовый вы-г ход которого, через цocлeдoвaтe.hьнo со.единенные датчик тока и .второй компаратор соединен с вторым входом . блока управления, ,источник опорного напряжения соединен с вторьи входом второго компаратора, выхо; фотодатчика через реверсивный счетчик: соединен с входом третьего запоминающего регистра и с третьим входом блока управления, четвертьй, пятый И, щестой выходь которого соединены соответственно с о.бнуляющш -входом реверсивного сч етчика, управляющие входом третьего запоминакщего регистра и управляющим входом реверсивлого счетчика, а вьосод третьего запоминающего ре гистрэ соединен с вторь1м входом блока обр аботки информайии. 2. Машина по п,1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что управления выполнен в виде.трех триггеров, пяти элементов И, элемента ИЛИ, двух формирователей импульсов, двух усили те- лей и дешифратора, вход дешифратора является третьим :входо с блока управления и его выход -средннен с первым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, Второй вход которого является четвертым входом блок управления, первый ВХОД первого триггера является пя-гам вхо- дом блока управления, второй..его вход соединен с выходом первого элемента И и с первым входом третьего элемента И, а выход - с первым входом четвер- того элемента И и первым входов элет; мента ИЛИ, первьй вход второго триг- ,rej)a соединен с выходом второго элемента И, второй вход - С первым вы-

ходом первого формирователя импульсов, а выход - с вторым входом элемента ИЛИ, вторым входом третьего элемента И и первым входом пятого элемента И, первый вход третьего триггера соединен с выходом элемента ИЛИ,и с первым входом первого усилителя, второй вход третьего тригера соединен со вторым входом чет- BeiJToro элемента И, вторым входом пятого .элемента И и выходом второго формирователя импульсов, вход которого является вторым входом блока управления, выход третьего триггера соединен с вторым входом первого элемента И, вторым входом первого

усилителя и является шестым выходом блока управления, первый вход второго усилителя соединен с выходом третьего элемента И, второй вход является шестым входом блока управления, а выход - первым выходом блока управления, вход первого формирователя импульсов является первым входом блока управления, а второй выход- BTOpbiM выходом блока управления, выход четвер.того элемента И является четвертым выходом блока управления , выход пятог.о элемента И является пятым выходом блока управления, а выход первого усилителя - третьим выходом блока управления.

Изобретение относится к испытательной технике и может использоваться для испытания образцов материалов на растяжение. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения определения предела прочности образца. Пер ед началом испытания по команде блока управления измерительный винт прижимает испытуемый образец к упору, при этом в счетчике, счетный вход которого связан с фотодатчиком, фор- .мируется число, соответствующее толщине образца. Это число поступает на один из входов блока обработки информации. Во время нагружения образца производится измерение величины удлинения образца, которая записывается в запоминакяций регистр величины удлинения, и величины усилия, которая записьшается в запоминающий регистр величины нагрузки и с него поступает на второй вход блока обра- информации, который производит вычисление предела прочности образца. 1 з.п.ф-лы. 2 ил. (Л ю 4; 4ik сл

Фиг.1