Устройство для определения физико-механических характеристик материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N3/18 

1

(21)4373А37/25-28

(22)01.02.88

(46) 23.10.89. Бюп. W 39

(71)Белорусский государственный институт народного хозяйства им.В.В.Куй- бьппева

(72)М.И. Кушель, И.А. Мочальник, В.Ю. Кушель и Н.С. Траймак

(53) 620.178(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

630553, кл. G 01 N 3/18, 1976.

yff

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРА.КТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ

(57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности за счет формирования непрерывного сигнала, соответствующего энергии активации ползучести. Образец 2 нагревается :и рас

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность. Цель изобретения - повышение точности за счет формирования непрерывного сигнала, соответствующего энергии активации ползучести. Образец 2 нагревается и растягивается. С датчика 5 скорости деформации сигнал через логарифмический преобразователь 11, дифференцирующее звено 12, преобразователь 13 деления, дифференцирующее звено 18, пороговый блок 19 поступает на вход блока 16 управления регистратором 15 температуры, сигнал с датчика 6 температуры, прошедший преобразователь 14 обратной величины, дифференцирующее звено 17 и далее поступает на второй вход преобразователя 13 деления. При возрастании энергии активации ползучести на выходе звена 18 появляется сигнал, пропорциональный скорости ее увеличения. Срабатывает пороговое устройство 19 и фиксируется температура на регистраторе 15. 2 ил.

f2

g

(Л

:л

Эд

эо

4

ю

.f

тягивается. С датчика Ь скорости деформации сигнал через логарифмический преобразователь 11.дифференцирующее звено 12, преобразователь 13 деления, дифференцирующее звено 18, пороговый блок 19 поступает на вход блока 16 управления регистратором 15 температуры, сигнал с датчика 6 температуры, прошедший преобразователь 14 обратной

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на прочность.

Цель изобретения -повышение точности за счет формирования непрерывного сигнала, соответствующего энергии активации ползучести.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - схема датчика температуры.

Устройство содержит приспособление 1 для создания нагрузки с захватами образца 2, нагреватель 3 с электрическим нагревательным элементом 4, датчик 5 скорости деформации образца 2, датчик 6 температуры, состоящий |Из термопары 7, регулируемого источника 8 питания и суммирующего усилителя 9. Холодный спай термопары 7 |Помещен в сосуд 10 с тающим льдом. Выход датчика 5 скорости деформации .подключен к входу логарифмического преобразователя 11, выход которого соединен с входом дифференцирующего звена 12, выход которого подключен к первому входу функционального преобразователя 13 деления. Вькод датчика 6 температуры подключен к входу функционального преобра зователя 14 обрат- ной величины и к входу регистратора 15, имеющего устройство 16 управления. Выход функционального преобразователя 14 подключен к входу дифференцирующего звена Г/, вькод которо- го подключен к второму выходу функционального преобразователя 13 деления, выход которого через дифференцирующее зьено 18 и пороговое устройство 19 (триггер Шмитта) связан с устройством 16 управления регистратора 15 температуры. Последний регистрирует температуру абсолютную. Возможно измерение температуры в градусах Цельсия.

величины, дифференцирующее звено 17, далее поступает на второй вход преобразователя 13 деления. При возрастании энергии активации ползучести на выходе звена 18 появляется сигнал, пропорциональный скорости ее увеличения. Срабатывает пороговое устройство 19 и фиксируется температура на регистраторе 15. 2 ил.

0

5

О с дд 45 CQ

55

Устройство работает следующим образом.

Образец 2 закрепляют в приспособлении 1 для создания нагрузки. Датчик 5 скорости деформации вьщает сигнал, пропорциональный скорости удлинеиня образца V, которая зависит от температуры Т, при которой производят измерение:

V V(T).

Сигнал, пропорциональный температуре Т, вьщает датчик 6. ЭДС термопары 7, когда ее холодный спай находится в сосуде 10, при пропорциональна температуре горячего спая t С и подается на первый вход суммирующего усилителя 9, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный абсолютной температуре объекта Т. Цри подаче напряжения на клеммы нагревательного элемента 4 абсолютная температура образца Т начинает повыщаться. Одновременно повьппает- ся ползучесть, т.е. увеличивается скорость деформации . Связь между ними носит следующий характер:

V (-Eft/RT),

где К - энергия активации ползучести;

R - универсальная газовая постоянная .

Сигнал датчика Ь в логарифмическом преобразователе 11 преобразуется, а в звене 12 дифференцируется по времени о . В результате имеется сигнал

X, пропорциональный .

d 1/

Сигнал датчика 6 абсолютной температуры, последовательно проходя функ- ь юнальный преобразователь 14 обратной величины и дифференцирующее звено 17, преобразуется в сигнал Y, пропорци опальный

dO/T)

d

Сигнал X и Y в функциональном преобразователе 13 деления подвергаются делению X/Y.

В резуль- ате на выходе преобразователя 13 оказывается сигнал, соответствующий энергии активации

, d(lnV) d1 d(lnV) ;t/jf - - d(T7f)По определению Е/

-R

d(lnV) d(T7f)

До тех пор, пока энергия активации ползучести не изменяется, остается равной нулю ее производная: при Е const

-Л 0.

d I

При этом на выходе дифференцирующего эвена 18 сигнал отсутствует, триггер Шьдатта, закрыт, устройство 16 управления обесточено. Сиг нал датчика 6 температуры не фиксируется, так как не приведено в действие устройство 16 управления.

При достижении предельной т емпе- ратуры энергия активации ползучести начинает возрастать. На выходе дифференцирующего звена 18 появляется сигнал, величина которого пропорциональна скорости увеличения энергии а:ктивации Ед. При его уровне, отвечающем логической, единице,- триггер Шмитта откроется и на блок 16 поступит сигнал. В результате регистратор

16842

зафиксирует температуру. При этом блок 16 может либо подать команду на включение, например, цифропечатающего устройства, либо подать команду на отключение,например, самопищущвг о потенциометра. Одновременно к выходу порогового блока 19 может быть подключен выключатель нагревательного элемента 4.

10

Формула изобретения

Устройство для определения физико- механических характеристик материалов, содержащее нагреватель, приспособление для создания нагрузки с захватами образца, датчик скорости деформации и датчик температуры, о т личающееся тем, что, с целью повышения точности за счет формирования непрерывного сигнала, соответствующего величине энергии активации ползучести, оно снабжено последовательно соединенньми с датчиком скорости деформации логарифмическим преобразователем, первым дифференциующим звеном, функциональным преобразователем деления, вторым дифференцирующим звеном, пороговым блоком, блоком управления и регистратором температуры и последовательно соедиг ненньми с датчиком температуры функциональным преобразователем обратной величины и третьим дифференцирущим звеном, выход которого связан с вторым входом функционального преобразователя деления, а выход датчика температуры связан с вторым входом

регистратора температуры.