ВПТБ Советский патент 1973 года по МПК G01P3/52 

1

Изобретение относится к измерительным устройствам экспериментальной механики.

Известны индукционные датчики скорости объектов при ударной нагрузке, содержащие наподвижный источник магнитного поля - постоянный магнит или электромагнит, и укрепляемый на объекте контур. При исследовании скоростей перемещений сечений металлических объектов, деформируемых упруго, практически нет необходимости учитывать изменение размеров контура, нанесенного на объект (например, наклеенного на объект), вызванное деф(.рмацией объекта под нагрузкой. При исследовании скоростей перемещения сечеиня эластомеров или металлов, деформируемых пластически, изменение размеров контура приводит к значительным ошибкам в измерении скорости.

В предлагаемом датчике контур выполнен из тензорезистивного проводника с сопротивлением.

fVRY

/

К-1

где - сходное сопротивление измерительной схемы, выбираемое из условия согласования с волновым сопротивлением кабеля;

К - коэффициент тензочувствительности материала контура.

На фиг. 1 показана прннципиальная схема измерения скорости; на фиг. 2 - заготовка для образования контуров; на фиг. 3 - соединение половин контуров; на фиг. 4 - оправка для исследования испьпуемы.х стержн с применением предлагаемого датчи- К па фиг. 5 - разрез по А-А на фиг.

При пересечении контуром (фиг. 1), закрепленным на стержне 2, движущимся в направлении стрелки, нол магнита 3 в ксииуре индуцируется электродвижущая сила c :-BLV,

где В - индукн. магнитного поля;

L - дл1Н1а .контура проводника;

V - измеряемая скорость.

Поскольку контур деформируется вместе со стержнем под действием приложенной к стержню нагрузки, истинная длина контура L Lo(l + e).

где LO - длина контура в ненагруженном состоянии;

8 относительная деформация. Таким образом.

е BVL,( + е)

25

Если обозначить сопротивление контура через R, входное сопротивление измернтельной

о

цепи через , то ток в цепи 1 -.

R +

Измеряемое падение напряжения на сопротивлении нагрузки

е е ВУ1„( - г)

,

R

R + RB

1 -Ь

1 +

Для достижен.ня независимости результатов измерения от деформации контур выполняют из тензочувствительного материала. В этом случае его сопротивление нод нагрузкой

(1+/Ге),

где RO - сопротивление контура в ненагруженном состоянии;

/С - коэффициент тензочувствительности материала контура. Таким образом.

fj - (г + О 1 + (1 + /Сг)

вх

Дифференцируя (7 по s находим то значение, при котором производная О, т. е. при котором и не зависит от деформации s;

D вх

р

Подставляя в исходное уравнение

ив лучаем

, Sinа К

Контур выполняют из двух нолувитков, каждый из которых представляет собой полоску тензорезистивиого материала 4, нанесенную на подложку 5 (лак ВЛ-931, клей БФ-2), наклеиваемую па объект нерпендикулярно оси. Указатели 6 служат для ориентации при наклейке и раснолагаются вдоль оси. Утолщенные части 7 нредиазпачены для соединения нолувитков (см. фиг. 3).

Пленка-носитель содержит нять нолувитков для измерения скоростей в няти сечениях образца.

Па фиг. 4 показана оправка для исследования образцов с применением описанного датчика. Здесь образец закреплен в цанге 8, зажимаемой конической поверхностью детали 9, накидной гайкой 10. Контуры 1 закреплены на стержне 2 между полюсами магнита 3, выводы подпаиваются к шинам 11. С оправкой 12 винтом 13 скреплен ствол 14 ударного устройства, сообщаюп1,его бойком 15 удары но торцу образца.

Предмет изобретения

Индукционный датчик скорости объектов нри ударной нагрузке, содержащий неподвижный источник магнитного поля и укрепляемый на объекте контур, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния деформации объекта на результат измерения, контур выполнен в виде наклееваемого на объект тензорезистивпого проводника с сопротивлением

г / , ,..l5:L.

К-1

где - входное сонротивление измерительной схемы, выбираемое из условия согласования с волновы.м сопротивлением кабеля; /(- коэффициент тензочувствительности материала контура.

r-i/Ь

.

б 4

3

-iliii 1

П Ini 1

jLjjiui li

ФигЛ

/ . . 1 af -if

W,ijS34r« :jCTbi™ /.ЧХ // v