Устройство для измерения деформаций материалов Советский патент 1987 года по МПК G01B11/16 

113

Изобретение относится к измерению деформаций материалов оптическими методами.

Цель изобретения - повыаюние точности измерения деформаций материалов за счет возможности корректировки частоты муаровых полос начальной картины при установке устройства.

На чертеже показана схема устройства для измерения деформаций.

Устройство содержит источник 1 света и расположенные вдоль хода пучка света световод 2, резиновую трубку 3, в одном из торцов которой закреплен выходной конец световода 2, прозрачный растр А, второй световод 5, входной конец которого закреплен в другом торце резиновой трубки 3, второй прозрачный растр 6, фоторегистратор 7. Направляющая втулка 8 со штифтами 9 на одном конце размеш.е- на внутри резиновой трубки 3 и связана с входным торцом второго световода 5 через подшипник 10. На другом конце втулки 8 жестко закреплен пер- растр 4, на выходном конце первого световода 2 выполнены винтовые направляющие пазы 11, в которых размещены штифты 9. Обойма 12, в которой закреплен второй растр 6, установлена с возможностью вращения на выходном торце второго световода 5. Резиновая трубка 3 приклеена к поверхности 13 деформируемого образца 14.

Устройство работает следующим образом.

Свет от ирточ ика 1 проходит через световод 2 и освещает растр 4. Далее изображение растра 4 передается по световоду 5 к его торцу, выходя из которого оно накладьшается на растр 6. Фоторегистратор 7 фиксирует муаровую картину, обра зующуюся в результате интерференции линий растров 4 и 6.

При деформировании образца 14 п}ро исходит деформирование резиновой трубки 3, приклеенной к поверхности 13 образца 14. Деформирование трубки 3 (например, растяжение) вызывает осевое смещение концов световодов 2 и 5 в противоположные стороны. Направляющая втулка 8, связанная с концом световода 5, перемещается вместе с ним вдоль его оси. Одновременно на правляклцая втулка 8 поворачивается вокруг своей оси.

92

Вращение втулки 8 вызвано следующим. Нри осевом смещении конца световода 2 (в противоположную сторону относительно конца световода 5 и направляющей втулки 8) штифты 9, закрепленные на направляющей втулке 8, двигаются вдоль винтовых пазов, приводя во вращение вокруг своей оси направляющую втулку 8. При смещении

концов световодов 2 и 5 направляющая втулка 8 поворачивается вокруг своей оси на угол 0 . Вместе с направляющей втулкой 8 поворачивается растр 4, размещенный в ней. В результате изменяется картина муаровых полос на выходном торце световода 5.

Расстояние f между муаровыми полосами картины, образующейся при повороте растров друг относительно

друга.

г

2 sin(0/2)

где Р - „шаг растра.

По изменению картины муаровых полос, фиксируемой фоторегистратором 7, судят об угле поворота растра 4, связанных с ним смещениях концов

световодов 2 и 5 и деформации образца 1.4.

Возрастание частоты полос муаро- вой картины в процессе деформации образца 14 приводит к уменьшению ширины полос, в результате чего погрешность измерения возрастает. В этом случае восстанавливают начальное положение растров друг относительно друга путем поворота обоймы 12 с закрепленным на ней растром 6. Тем самым увеличивается расстояние f между полосами муаровой картины. Дальнейшее возрастание f поэтапно уменьшается поворотом обоймы 12, в результате чего расширяется диапазон измерения.

Пример. Экспериментально оп- робованньй макет устройства для измерения деформаций материалов содержит источник света от блока подсветки эндоскопа АС-1 или ОД-20Э, фоторегистратор типа МФ-16 (матрица фотоприемника), световоды с диаметром торцов 5 мм и растры с шагом 5 линий на 1 мм.

При измерении деформации, достигающей 2%, угол поворота растра, зак-. репленного на направляющей втулке, составляет 10.

Использование устройства для измерения деформаций низкомодульных материалов, например резиноподобных изделий, повышает точность измерения в широких пределах измеряемых деформаций.

Формулаизобретения Устройство для измерения деформаций материалов, содержащее источник света и расположенные вдоль хода пучка света световод, резиновую трубку, в одном из торцов которой закреплен выходной конец световода, прозрачньш растр, второй световод, входной конец которого закреплен в другом торце резиновой трубки, второй прозрачный растр и фоторегистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено направляющей втулкой со штифта- ми на одном конце, размещенной внутри резиновой трубки и связанной с

ВХОДНЫМ торцом второго световода через подшипник, установленный на другом конце, первый растр жестко закреплен во втулке, на выходном конце первого световода выполнены винтовые направляющие пазы, в которых размещены упомянутые штифты, устройство снабжено обоймой, в которой закреплен второй растр, установленной с возможностью вращения на выходном торце второго световода.

Изобретение относится к измерению деформаций материалов оптическими методами. Цель изобретения - повышение точности измерения деформаций материалов. Для этого устройство снабжено направляющей втулкой 8 со штифтами 9 на одном конце, размещенной внутри резиновой трубки 3. Она связана с входным торцом второго световода 5 через подшипник 10. На другом конце втулки 8 жестко закреплен первый растр 4,на выходном конце первого световода 2 выполнены винтовые направляющие пазы 11, в которых размещены штифты 9. При деформировании образца 14 происходит деформирование резиновой трубки 3, которое вызывает осевое смещение концов световодов 2 и 5. Это осевое смещение световодов вызывает поворот втулки 8 и закрепленного в ней растра 4, что вызывает изменение картины муаровых полос на выходном торце световода 5. 1 ил. (Л 7(5 S 70 J II I ттт 5 5 12 6