Тензометр для измерения продольных и угловых деформаций Советский патент 1987 года по МПК G01B5/30 

Изобретение относится к измерител нон технике, к устройствам для измерения продольных и угловых деформаций образцов из изотропных материало при механических испытаниях на.прочность.

Цель изобретения - расширение области применения путем регистрации деформаций вращающегося изотропного образца.

На чертеже изображен тензометр, продольный разрез.

Тензометр содержит два кольца 1 и 2 с подпружиненными опорами 3 для уст ановки на образец 4, два датчика 5 и 6 перемещения, третье кольцо 7 с подпружиненными опорами, расположенное посредине между кольцами 1 и 2, наружную обойму 8 в виде втулки, сопряженной внутренним своим диаметром с кольцами 1, 2 и 7, два внутренних кулачковых барабана 9 и 10, выполненных в виде втулок, пазы 11 и 12 которых выполнены противоположно направленными с одинаковым шагом. Барабаны 9 и 10 сопряжены с кольцами I и 2, так как их ролики 13 и 14 закреплены на кольцах 1 и 2. Устройство содержит третий датчик 15 перемещений .

Датчики перемещений 5, 6 и 15 выполнены в виде контактных преобразователей угловых перемещений, напри-/ мер высокоомных проводников со щетками. При этом первые контактные элементы (щетки) закреплены соответственно на обоих барабанах 9, 10 и среднем кольце 7, а вторые контактны элементы (проводники) всех датчиков 5, 6, 15 закреплены на обойме 8. Устройство работает следующим образом.

При испытании вращающегося вокруг своей оси образца 4 из изотропного материала вместе с ним вращаются все детали устройства, за исклю- чениеь обоймы 8 с проводниками датчиков перемещений 5, 6 и 15. При отсутствии осевой деформации образца и крутильной сигналы датчиков 5, 6 и 15 на осциллограмме будут в виде трех пи- кообразных линий с максимумами пиков на равных расстояниях от начала записи. При появлении осевой деформации образца 4 происходит взаимное сблюкение или удаление колец 12, вдоль оси образца, ролики 13 и 14 при этом поворачивают барабаны 9 и

10 относительно дополнительного кольца 7 на равные углы в одном направлении. Углы поворота барабанов относительно дополнительного кольца пропорциональны величине осевой деформации и зависят от шага пазов 11 и 12. При таком повороте барабанов происходит смещение пиков записи сигналов датчиков 5 и 6 относительно пиков записи сопротивления датчика 15. Взаимное смещение пиков датчиков 5 и 6 отсутствует. Смещение пиков датчиков 5 и 6 относительно пиков 5 датчика 15 пропорционально осевой деформации образца и определяется с учетом шага пазов 11 и 12.

При появлении угловой деформации образца 4 происходит взаимное угловое Q смещение колец 1 и 2. Угловые повороты колец 1 и 2 посредством роликов 13 и 14 выражаются во взаимном повороте барабанов 9 и 10. Щетки датчиков 5 и 6 смещаются друг относи- 5 тельно друга, что приводит к взаимному смещению пиков на линиях записи датчиков 5 и 6. По величине этого смещения пиков с учетом чувствительности датчиков определяется взаимный поворот колец 1, 2 сечений образца на уровнях закрепления колец на нем. Таким образом, по смещению пиков записи датчиков 5 и 6 относительно пиков записи датчика 15 определяется осевая деформация образца, по смещению пиков записи датчиков 5 и 6 друг относительно друга определяется угловая деформация вращающегося образ- ,ца. Увязка деформаций с числом обо- ротов образца производится по подсчету количества пиков на линиях записи. В присутствии меток времени по частоте пиков датчика 15 определяется скорость вращающегося образца.

При регистрации деформаций неподвижного образца или образца, поворот которого не превьш1ает одного оборота, регистрация смещений датчиков производится не по смещениям пиков линий записи, а по разностям электросопротивлений цепей датчиков. В этом случае в датчиках используются высо- коомные проводники с равными удельными сопротивлениями.

Предлагаемое устройство приспособлено для регистрации продольных и угловых деформаций как неподвижного, так и вращающегося с любой скоростью образца. Известные устройства для

0

5

0

5

0

5

измерения линейных и угловых деформаций работают с- неподвижными объектами. Это ограничивает развитие экспериментальной техники, работающей с вращающимися образцами. Приходится ограничиваться измерением только уг-, ловых деформаций, используя для этого устройства для измерения угла закручивания вращающегося вала из смежной области измерительной техники. При этом вне поля зрения остаются параметры вращения образца, его осевые деформации. Такая ситуация складывается, например, при испытании на динамическое кручение методом торможения захвата вращающегося образца.

Формула изобретения

Тензометр для измерения продольных и угловых деформаций, содержащий два цольца с подпружиненными опорами

Редактор Н.Горват Заказ 41 17/35

Составитель В.Савичев

Техред М.Ходанич Корректор Л.Бескид

Ти1Уаж 676Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

5

0

для установки на образце и два датчика перемещений, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения путем регистрации деформации вращающегося изотропного образца, он снабжен третьим кольцом с подпружиненными опорами, расположенными посредине между первым и вторым кольцом, наружной обоймой, сопряженной с кольцами, внутренними кулачковыми барабанами, сопряженными с кольцами, пазы в которых выполнены противоположно направленными с оди- накоа(1м шагом, а ролики кулачков закреплены на кольцах, и третьим датчиком перемещений,, датчики перемещений выполнены в виде контактных преобразователей угловых перемещений, пер- ,вые контактные элементы каждого из которых закреплены соответственно на стойках барабанов и среднем коль- це, а вторые контактные элементы всех датчиков закреплены на обойме.

Изобретение относится к измерительной технике, к устройствам для измерения продольных и угловых деформаций образцов. Целью изобретения является расширение области применения путем регистрации деформации вращающихся образцов. При развитии осевой деформации вращающегося образца 4 кольца 1, 2 поворачивают на равные углы барабаны 9, 10, происходит сдвиг по фазе сигналов с датчиков 5, 6 по отношению к датчику 15. При развитии угловой деформации вращающегося образца кольца 1, 2 смещают барабаны 9, 10 по углу, смещаются по фазе сигналы с датчиков 5 и 6. 1 ил. (Л Од со О5