Тензометр Советский патент 1991 года по МПК G01B5/30 G01B7/18 

Вид В

Изобретение относится к измерительной технике, к устройствам для измерения поперечной деформации образца. В тензометре имеются две тензобалки 16, один конец каждой из которых прикреплен к оси 9 цилиндрического шарнира, а другой - к его корпусу. Тензобалки16 в процессе кручения образца подвергаются изгибу, равному по величине, но противоположному по знаку, что позволяет зарегистрировать угол кручения образца. 4 ил.

Ю

16

СО

с

Фиг .4

ON Ю 00 О Ю XI

Ю

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения поперечной деформации обоаз- ца, подвергаемого кручению.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является тензометр, содержащий два щупа, расположенные между ними и связанные с ними тензоэлемент и соединительный элемент м две упругие растяжки, Кроме того, тензометр снабжен двумя упругими компенсаторами и цилиндрическим шарниром, соединительный элемент выполнен в виде рамки, установленной так, что ось симметрии рамки совпадает с плоскостью, проходящей через центр тяжести тензометра, и шарнирно связанной противоположными полками с соответствующим щупом, цилиндрический шарнир установлен внутри рамки, его ось параллельна щупам и связана через упругие компенсаторы с рамкой, втулка шарнира в диаметрально противоположных точках связана с растяжками, а компенсаторы имеют наименьшую жесткость в плоскости щупов, а наибольшую жесткость - в плоскости, перпендикулярной щупам.

Известный тензометр обеспечивает измерение поперечной деформации в любом заданном сечении образца, подвергаемого кручению. При ьтом место установки тензометра (сечение образца) согласуется с длинами растяжек. Однако известный тензометр не обеспечивает одновременного с измерением поперечной деформации измерения угла закручивания в исследуемом сечении образца. Размещение дополнительных устройств непосредственно на образце в исследуемом сечении для измерения угла закручивания исключается из- за громоздкости таких устройств, а также снижения точности измерений, поскольку место установки таких средств на образец не может совпадать с местом установки щупов тензометра для измерения поперечной деформации образца. Таким образом, известный тензометр имеет ограниченные функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем одновременного измерения как поперечных деформаций, так и угла закручивания в заданном сечении испытуемого образца.

Поставленная цель достигается тем, что известный тензометр снабжен по меньшей мере двумя установленными симметрично относительно продольной оси цилиндрического шарнира тензобалками одинаковой жесткости, один конец каждой тензобалки жестко прикреплен к оси цилиндрического

шарнира, а другой - к его корпусу. При этом плоскости торцов тензобалок перпендикулярны оси шарнира.

Симметричное расположение тензобалок, необходимо для компенсации в процессе измерений упругой силы тензобалок, поскольку при деформировании образца балки подвергаются изгибу, равному по величине, но противоположному по направлению. Поэтому количество тензобалок должно быть четным, Тензобалки изготовлены из упругой пластины и имеют одинаковую кривизну.

Один конец каждой тензобалки прикреплен к оси цилиндрического шарнира, а другой - к его корпусу. При этом угол поворота оси шарнира относительно его корпуса однозначно зависит от угла закручивания

образца. Такая зависимость может быть легко установлена при помощи тарировки.

На фиг. 1 приведен тензометр вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 вид В на

фиг. 1.

Тензометр (фиг. 1 и 2) состоит из двух щупов 1, на одних концах которых имеются керны 2, а между другими концами установлена тензобалка 3, соединительной рамки 4

и пружины 5, соединяющих щупы 1 упругих растяжек 6, двух компенсаторов 7, цилиндрического шарнира, состоящего из втулки 8, оси 9 и корпуса 10, двух цилиндрических пальцев 11, соединяющих рамку 4 со щупами 1. На фиг. 1 и 2 пунктиром обозначены: глспытуемый образец 12, два кронштейна 13, нижний 14 и верхний 15 захваты испытательной установки, Тензометр (фиг. 3 и 4) снабжен двумя тензобалками 16 одинаковой жесткости, на которых закреплены тен- зодатчики, связанные с вторичной аппаратурой - тензостанцией и двухкоорди- натным самопишущим прибором (не показаны). Один конец каждой тензобалки 16

жестко прикреплен к оси 9 цилиндрического шарнира, а другой - к его корпусу 10.

Предварительно тензометр подвергают тарировке, устанавливая в лабораторных условиях зависимость уровня сигнала

0 с тензодатчиков от угла закручивания образца 12.

Тензометр работает следующим образом.

Тензометр при помощи кронштейнов 13

5 и растяжек б прикрепляют к захватам 14 и 15 испытательной установки так, чтобы растяж- ки б располагались по вертикали, проецируемой на фиг. 2 в точку Q, совпадающую с центром шарнира. Керны 2 щупов 1 устанавливают с помощью пружины 5 в заданном

сечении испытуемого образца 12. При этом пружины 5 обеспечивают оптимальное давление кернов 2 на поверхность образца 12. В исходном положении тензометр занимает горизонтальное положение, а упругие растяжки 6 с шарниром посередине - вертикальное. Длиной растяжек 6 задают уровень исследуемого сечения образца 12. Для уменьшения нагрузки на керны 2 ось шарнира 9 располагается в центре тяжести тен зометра. При приложении к образцу 12 крутящего момента активный захват 14, а с ним и вторая точка нижней упругой растяжки 6 поворачиваются на угол а.. При этом тензометр отслеживает состояние заданного сечения испытуемого образца 12 - сечения, в котором закреплены керны 2 щупов 1. Тензобалки 16 в процессе кручения образца 12 подвергаются изгибу, равному по величине, но противоположному по направлению. Изменение кривизны тензо- балок 16 позволяет зарегистрировать угол

закручивания образца 12 в сечении, определяемом местом расположения кернов 2,

Изобретние позволяет осуществлять измерение как поперечных деформаций в

заданном сечении образца, так и угла закручивания в этом же сечении, что расширяет эксплуатационные возможности тензометра.

Формула изобретения

Тензометр по авт. св. Nfe 1359660, о тличающийся тем, что, с целью

расширения эксплуатационных возможно. стей путем одновременного измерения как

поперечных деформаций, так и угла закручивания в заданном сечении испытуемого образца, он снабжен по меньшей мере двумя установленными симметрично относительно продольной оси цилиндрического шарнира тензобалками одинаковой жесткости, один конец каждой тензобалки прикреплен к оси цилиндрического шарнира, а другой - к его корпусу.

А-А

8