Устройство для измерения перемещения объекта Советский патент 1992 года по МПК G01B5/02 

п-

7/

/

Изобретение относится к средствам измерений, служит для замера -изменений длины образцов при исследовании прочностных характеристик легких резиноподобных материалов, в частности при исследовании объемной сжимаемости, в том числе малых давлениях, и исследовании температурного расширения этих материалов. Целью изобретения является расширение номенклатуры Измеряемых объектов. Это достигается за счет выполнения устройства в виде подвижной опоры, имеющей вид утолщенной оси 2, перпендикулярной для базирования перемещающегося объекта 1 и установленной на основании. При этом на концах оси 2 концентрично закреплены колеса 4, которые взаимодействуют с пластиной 6, эта пластина другой стороной контактирует с дополнительной осью 7 вращения малого диаметра, на которой установлен индикатор 9. 3 ил. в Ё

ЗТГ5

; ЈЦ С, О,, i-f-.g

ЗТГ5

ЈЦ С, О,, -f-.g

44 СО CJ О О 00

Фиг.1

Изобретение относится к средствам измерений, служит дли замера изменений длины образцов при исследовании прочностных характеристик мягких резиноподоб- ных материалов, в частности при исследовании объемной сжимаемости, в том числе при малых давлениях, и при исследовании температурного расширения этих материалов.

Известен механический тензометр Гуг- генбергера с двумя рычагами, у которого ножи-опоры плотно прижимаются к поверхности образца. Одна опора неподвижно связана с корпусом тензометра, другая опора является концом короткого плеча первого рычага. Другой конец этого рычага шарнирно соединен с вторым рычагом вблизи от его оси вращения.

Однако при использовании этого тензометра требуется прилагать определенное усилие для обеспечения необходимого контакта между опорами тензометра и образцом. Это является причиной значительных погрешностей замеров при исследовании мягких резиноподобных материалов, проявляющих свойства ползучести и релаксации.

Наиболее близким к изобретению является механический тензометр DVL, у которого две ромбические опоры соприкасаются с боковой поверхностью образца. При этом одна опора неподвижно связана с корпусом устройства. Другая опора является концом короткого плеча рычага. Противоположный конец этого рычага взаимодействует с осью вращения, диаметр которой является коротким плечом второго рычага, второй рычаг представляет собой стрелочный индикатор, закрепленный на упомянутой оси.

Однако для обеспечения необходимого контакта между опорами этого тензометра и образцом требуется определенное усилие, что может вызвать значительные погрешности замеров при исследовании свойств мягких резиноподобных материалов.

Цель изобретения - расширение номенклатуры измеряемых объектов.

Цель достигается тем, что в устройстве для измерения перемещения объекта подвижная опора, которая соприкасается с бо- ковой поверхностью образца из исследуемого материала, сделана в виде утолщенной, оси, при этом на концах оси закреплены колеса, которые соприкасаются с пластиной мз более жесткого резинопо- добного материала, причем эта пластина контактирует с дополнительной осью вращения малого диаметра, на которой установлен стрелочный индикатор.

Такое устройство является хорошо сбалансированным, поэтому достаточно воздействия незначительного усилия со стороны образца на подвижную опору, чтобы вызвать смещение стрелочного индикатора. Более того, не требуется больших усилий для поджатия образца к подвижной

0 опоре.

Устройство может быть использовано при исследовании свойств мягких резиноподобных материалов.

На фиг. 1 изображено устройство в сбо5 ре; на фиг. 2, 3 - разные варианты конструктивного исполнения элементов устройства. Образец 1 из исследуемого мягкого ре- зиноподобного материала изготовлен в виде полосы, за правый конец он жестко

0 скреплен с основанием (не показано). Левый конец образца опирается на утолщенную ось 2. Для снижения прогиба образца используются роликовые опоры 3. На оси 2 закреплены колеса 4. Ось 2 лежмт на детали

5 5, скрепленной с основанием. Колеса 4 соприкасаются с пластиной 6 из более жесткого резиноподобного материала. Пластина 6 расположена на роликовых опорах 7, 8 малого диаметра, одна из которых (7) и являет0 ся осью стрелочного индикатора 9. Опоры 7 и 8 лежат на пластине 10 из жесткого резиноподобного материала. 8 зоне А (фиг. 1) пластина 10 скреплена с основанием. Для обеспечения лучшего контакта между осями

5 2, 7 и деталями 1, 5, 4, 6, 10 используется небольшой груз 11, Центр тяжести груза 11, центры осей 2, 7 и точка А располагаются примерно на одной вертикальной прямой. Стрелка 9 изготовляется уравновешенной,

0 на конце оси 7 закрепляется противовес 14 (фиг. 2, 3).

Возможны различные варианты конструктивного исполнения отдельных деталей. Деталь 5 (фиг. 1) может быть жестко скреп5 лена с основанием или просто являться частью основания (не показано). Для дополнительного увеличения смещения конца стрелки 9 используется деталь 5 в виде образца, идентичного образцу 1, KOTQ0 рый прикреплен к основанию за левый конец и расположен на роликовых опорах (не показаны). Для удобства, расстояния от точек соприкосновения оси 2 с образцами 1 и

5до точек закрепления образцов 1 и 5 дол- 5 жны быть одинаковыми. Пластина 6 может

иметь паз (для удобства расположения детали 5). Детали б и 10 могут состоять из двух частей каждая, при этом одна часть детали

6опирается на ось 7, другая на дополнительную опору 11 (оси вращения деталей 7,

11 лежат на одной прямой). Част и детали 10 располагаются на закрылках 12 (фиг. 3), которые скреплены с основанием 13. Вместо стрелочного индикатора 9 на оси 7 можно закрепить зеркало, при этом замеры производятся с помощью отраженного луча. За- меры перемещений конца стрелки 9 производятся по шкале 15, закрепленной на основании, или с помощью катетометра.

Устройство можно также использовать для индикации относительно малого про- дольного смещения двух жестких рядом расположенных кромок. Для этого на детали 1, 5 (являющиеся в данном случае этими самыми кромками) в месте расположения оси 2 следует наклеить резиновые проклад- ки или же саму ось 2 сделать из жесткого резиноподобного материала.

При исследовании свойств материала собранное устройство с образцом 1 (или двумя образцами 1 и 5) помещают в рабочую камеру. Затем в камере меняют давление или температуру. При достижении заданной температуры образца (при постоянном давлении) или при достижении заданного давления в камере (при постоянной температуре) после стабилизации показаний стрелочного индикатора производится замер перемещений. Для замера малых перемещений удобно в исходном состоянии располагать стрелку 9 горизонтально (или вертикально) и замерять соответственно смещение ее конца в вертикальном или горизонтальном направлениях. В этом случае изменение AL длины L рабочей части образца 1 исследуемого материала (от точки соприкосновения оси 2 с образцом 1 до места закрепления образца 1 у правого конца) определяется по выражению

2 X Ri X R2

AL z X

ХАГ + AI,

В XR3 где Д1 - изменение длины образца;

z - величина смещения конца стрелки; Ri - радиус оси 7;

b - расстояние от центра оси 7 до конц стрелки 9;

R2 - радиус оси 2; Ra - радиус колеса 4;

о к - если деталь 5 жесткая и к 1-1 гЪ

1 если деталь 5 является образцом, идентичным образцу 1;

Д| - изменение длины части основания протяженностью L при заданных условиях нагружения.

Во многих случаях в первом приближении Д| можно полагать равным нулю. Если смещение z велико, то следует определять угол поворота р стрелки 9.

В этом случае

AL

.Д1,

90 R3

здесь р - угол поворота стрелки 9. выраженный в градусах.

Формула изобретения Устройство для измерения перемещения объекта, содержащее основание, закрепленную на основании шкалу, установленный на основании и предназначенный для взаимодействия с перемещающимся объектом измерительный механизм, состоящий из установленных на одной оси чувствительного элемента и предназначенной для взаимодействия со шкалой стрелки, и опору, предназначенную для базирования перемещающегося объекта, отличающееся тем, что, с целью расширения номенклатуры измеряемых объектов, оно снабжено предназначенным для взаимодействия с объектом валиком с закрепленными концентрично на его концах колесами и пластиной, взаимодействующей с колесами одной своей стороной, а чувствительный элемент выполнен в виде стержня и предназначен для взаимодействия с другой стороной пластины.

14

XQ

- 2

ГК4

9

f

Фиг. 2