Тензометр Советский патент 1992 года по МПК G01B7/16 

ел

С

Изобретение относится к измерительной технике. С целью повышения точности измерений при криогенных температурах датчик снабжен установленным на корпусе электромагнитом с якорем, выполненным в виде шарнирно закрепленной на корпусе пластины и предназначенной для взаимодействия свободным концом с торцом катушки1 индуктивности, и съемным фиксатором взаимного положения скоб, предназначенным для установки на скобах при их закреплении на образце. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к индуктивным дифференциальным датчикам линейных перемещении, и может быть использовано для- измерения деформаций при криогенных температурах. .

Известны датчики деформации, содержащие фиксатор базы, состоящий из двух неравноплечих рычагов, соединенных с помощью пружины, насаженной на измерительный наконечник и откидной крюк, служащий фиксатором базы.

Недостатком такого датчика является низкая точность измерений при криогенных температурах из-за наличия трех шарнирных соединений, которые при криогенных температурах покрываются коркой льда, оказывающей сопротивление деформации; что снижает их чувствительность.

Наиболее близким по технической .сущ ности к предлагаемому является тензометр, содержащий две втулки, плунжеры, подвижно установленные во втулках, опорные призмы, две скобы и индуктивный датчик, катушка которого установлена на одной из скоб, а сердечник на другой.

Недостатком известного преобразователя является низкая точность измерений в области низких и сверхнизких температур, что обусловлено искажением тензометром измеряемых деформаций материалов с низким модулем упругости (пластичных материалов), вносимых его весом.

Целью изобретения является повыше- .ние точности измерения деформаций при криогенных температурах.

Поставленная цель достигается тем, что тензометр, содержащий корпус, катушку ин- - дуктивности со штоком и две скобы с зажи- мами, одна из которых соединена с катушкой индуктивности, а другая со штоком, снабжен установленным на конусе электромагнитом с якорем, выполненным в виде шарнирно закрепленной на корпусе

о

00 00 W

пластины, предназначенной для взаимодействия свободным концом с торцом катушки индуктивности, и схемным фиксатором зажимного положения скоб, предназначенным для установки на скобах при их закреплении на образце.

На фиг. 1 изображен тензометр, закрепленный на испытуемом образце; на фиг. 2 - зависимости абсолютной деформации образца от нагрузки при 20 К, снятые предлагаемым и известным тензометрами.

Тензометр содержит корпус 1, установленную в нем катушку 2 индуктивности со штоком 3 и две предназначенных для закрепления на образце скобы 4 и 5 с зажимами б и 7, одна из которых соответственно соединена с катушкой 2 индуктивности, а другая - со штоком 3, закрепленный на корпусе 1 с помощью зажимного приспособления 8 электромагнит 9 .с якорем 10, выполненным в виде шарнирно закрепленной на корпусе 1 пластины, предназначенной для взаимодействия свободным концом С торцом катушки 2 индуктивности, и съемный фиксатор 11 взаимного расположения скоб 4 и 5, предназначенный для установки на скобах 4 и 5 при их закреплении на образце 12.

Тензометр работает следующим образом.

Тензометр с установленным на скобах 4 и 5 съемным фиксатором 11 закрепляют на испытываемом образце 12 с помощью зажимов 6 и 7. При этом подают ток на электромагнит 9. вследствие чего его якорь 1 прижимается к полюсам электромагнита и удерживается в горизонтальном положении, а нижний торец катушки 2 индуктивности упирается в якорь 10 и вес катушки 2 не передается на образец 12. После этого фиксатор 11 снимают. Затем образец 12 вместе с установленным на нем тензометром и включенным электромагнитом 9 охлаждают до криогенной температуры, значение котог рой требуется достичь по условиям экспери- мента. При этом модуль упругости материалов увеличивается (у низкомодульных материалов типа пластмасс или резины - на 2-3 порядка) и вес тензометра оказывается уже недостаточным для создания в образце 12 деформаций, существенно искажающих результаты низкотемпературного эксперимента. При достижении требуемой криогенной температуры, например 77К,-от- ключают питание электромагнита. 9, его

якорь 10 под собственным весом падает вниз, занимая уже вертикальное положение, и катушка 2 индуктивности удерживается на образце 12 только за счет скобы 5. При нагружении образца 12 расстояние

между скобами 4 и 5 изменяется, шток 3 занимает новое положение относительно катушки 12 индуктивности и выходной сигнал с этой катушки 2 изменяется на величину, соответствующую рабочей деформации

образца.

На фиг. 2 .представлены материалы сравнительных испытаний рассматриваемого тензометра и его прототипа. Анализ результатов испытаний одного и того же образца показывает, что при использовании

прототипа не достигается воспроизводимость результатов (кривые 2а и 26), в то время как кривые 1а и 2а, полученные при последовательных экспериментах с исполь- зЬванием предлагаемого тензометра, практически совпадают на всем интервале рабочих деформаций образца.

Таким образом, точность работы тензометра при криогенных температурах повышается за счет использования

дистанционного управления электромагнитом/удерживающим тензометр на образце.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я Тензометр, содержащий корпус,.катушку индуктивности со штоком и две предназначенные для закрепления на образце скобы с зажимами, одна из которых соединена с катушкой индуктивности, а другая - со штоком, отличающийся тем, что. с

целью повышения точности измерений деформаций при криогенных температурах, он снабжен установленным на корпусе электромагнитом с якорем,выполненным в виде шарнирно закрепленной на корпусе пластины, предназначенной для взаимодействия свободным концом с торцом катушки индуктивности, и съемным фиксатором взаимного положения скоб, предназначенным для установки на скобах при их закреплении на

образце.

4

Ц1 0,4 0,6 0,8 1,0. Ц 1,4 Фиг. 2

дг/м)