Устройство для измерения перемещений строительных конструкций Советский патент 1986 года по МПК G01M5/00 

ю

05 00 СО GO

ю Изобретение относится к строительству, в частности к измерению перемещений строительных конструкций. Цель изобретения - повышение эффективности измерений за счет регистрации пространственных перемещений. На фиг.1 представлено устройство, общий вид; на фиг.2, 3 и 4 - схемы соединения тензорезисторов в полумосты для регистрации соответственно вертикальных, горизонтальных поперечных и продольных перемещений и колебаний мостов и др. сооружений. Устройство включает основание 1, тарировочное приспособление с пространственной рамкой 2 и измерительное приспособление с упругими кольцами 3, имеющими тензорезисторы 4, и двумя парами наклонных связей 5 и 6, установленными во взаимно перпендикулярных плоскостях. Рамка 2 устанавливается на испытываемой конструкции 7 и соединяется с основанием 1 посредством наклонных связей 5 и 6 и упругих колец 3. того, рамка 2 имеет винты 8 для Кроме тарировки вертикальных перемещений, винты 9 - для тарировки горизонтальных продольных и винты 10 - для тарировки горизонтальных поперечных перемещений, а также натяжной механизм 11, соединенный с рамкой 2 пространственным сферическим шарниром. Наклонные связи 5 и б выполняются, например, из проволоки. Тензорезисторы 4 электрически соединены в три полумоста, причем одно нлечо полумоста для измерения вертикальных перемещений (фиг.2) образовано тензорезисторами RI и Ra, расположенными на наружных цилиндрических поверхностях, а второе плечо - тензорезисторами Rs и R, на внутренних цилиндрических поверхностях упругих колец 3, соединенных с основанием 1 и рамкой 2 наклонными связями 5, установленными поперек оси моста. Одно плечо полумоста для измерения горизонтальных поперечных перемещений (фиг.З) образовано тензорезисторами Rl и R.1, установленными на наружной цилиндрической поверхности первого кольца и внутренней цилиндрической поверхности второго кольца, а второе плечо - тензорезисторами Ra и Rs на внутренней цилиндрической поверхности первого кольца, и наружной цилиндрической поверхности второго кольца поперечной пары. Одно плечо третьего полумоста для из.мерения горизонтальных продольных перемецдений (фиг.4) образовано тензорезисторами RI и R4, установленными на наружной цилиндрической поверхности первого кольца и внутренней цилиндрической поверхности второго кольца, а второе плечо - тензорезисторами R2 и R, на внутренней цилиндрической поверхности первого кольца и наружной поверхности второго кольца, соединенных с основанием 1 и рамкой 2 наклонными связями 6, установленными вдоль оси моста. Устройство работает следующим образом. Первоначально осуществляется тарировка вертикальных перемещений натяжным механизмом 1 1 с Г1омош,ью винта 8, горизонтальных поперечных пере.мещений - винтами 10, а горизонтальных продольных перемещений - винта.ми 9. При вертикальных перемещениях и колебаниях испытываемой конструкции происходит одинаковое изменение натяжения наклонных связей 5 и 6 и деформаций колец 3. При этом деформации для каждой из пар тензорезисторов Ri, R- и Rs, R (фиг. и 2) равны по величине и знаку. В то же время знак деформации второй пары тензорезисторов противоположен знаку первой, что вызывает разбаланс в мостовой электрической схеме и обеспечивае регистрацию вертикальных перемещений и колебаний конструкции. Вместе с этим горизонтальные поперечные перемещения (колебания) конструкции вызывают в каждой из пар тензорезисторов RI, R2 и Ra, R4 деформации одинаковые по величине, но противоположные по знаку, благодаря чему равновесие мостовой электрической схемы не нарушается. Аналогично ведут себя и пары тензорезисторов R, и R, Ri Таким образом, включение тензорезисторов по схеме, приведенной на фиг.2, обеспечивает выделение из общего перемещения конструкции только вертикальной составляющей. При горизонтальных поперечных пере.мещениях и колебаниях конструкции происходит изменение натяжения наклонных связей 5 и 6: натяжение одной из них увеличивается, а другой уменьшается на такую же величину. Это сопровождается изменением деформаций тензорезисторов, причем деформации тензорезисторов R и R (фиг.1 и 3) равны деформациям тензорезисторов Rs и R9 по величине и противоположны по знаку. Разбаланс в мостовой измерительной схеме позволяет измерить горизонтальную составляющую перемещения (колебания) испытывае.мой конструкции. Включение тензорезисторов по схеме на фиг.З нечувствительно к вертикальной соетавляющеи перемещений, так как деформации в каждой паре тензорезисторов R, R.i и RS, R при вертикальных перемещениях равны по величине и противоположны по знаку. Включение тензорезисторов по схеме на фиг.4 нечувствительно к вертикальной и горизонтальной поперечной составляюпхей, так как деформации в каждой паре тензорезисторов RI, К.4 и R.4, R при указанных перемещениях равны по величине и противоположны по знаку. Тарировка устройства но всем трем координатам осуществляется в диапазоне ожидаемых перемещении с проверкой линейности.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения перемещений строительных конструкций, включающее основание, тарировочное приспособление с натяжным механизмом, измерительное приспособление с парой наклонных связей, каждая из которых имеет упругие кольца с тензорезисторами, и регистрирующее приспособление, причем наклонные связи соединены с основанием и тарировочным приспособлением, а тензорезисторы электрически соединены в два полумоста, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности измерений за счет регистрации пространственных перемещений, измерительное приспособление снабжено второй парой наклонных связей, установленных в плоскости, перпендикулярной плоскости первой пары, а тензорезисторы второй пары наклонных связей электрически соединены в третий полумост, одно плечо которого образовано тензорезисторами на наружной цилиндрической поверхности первого кольца и внутренней цилиндрической поверхности второго кольца, а другое плечо - тензорезисторами на внутренней цилиндрической поверхности первого кольца и наружной цилиндрической поверхности второго кольца.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тарировочное приспособление имеет пространственную рамку и снабжено пространственным сферическим щарниром для натяжного механизма.

Изобретение относится к области строительства, в частности к измерению перемещений строительных конструкций. Цель изобретения - повышение эффективности измерений за счет регистрации пространственных перемещений. Устройство состоит из основания, тарировочного и измерительного приспособлений. Измерительное приспособление включает упругие кольца с тензорезисторами и нак,-1онные связи. Тензорезисторы установлены на внутренних и наружных поверхностях упругих колец и электрически соединены в три полумоста. Наклонные связи соединяют упругие кольца с основанием и тарировочным приспособлением и установлены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Электрические сигналы тензорезисторов преобразуются в линейные вертикальные и i горизонтальные деформации конструкций. I з.п.ф-лы, 4 ил. СП

R-.

R/

OAiO KO ЬА Фиг.2Фиг.

4

R.

RI

Rl

Ro

i/4 6Kb ФтгА