УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ^ ПОПЕРЕЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ БАЛОК^ Советский патент 1974 года по МПК G01B5/30 G01M5/00 

I

Изобретение относится к области линейных измерений и может быть использовано для измерений поперечиых деформаций, а также вертикальных смещений исследуемых объектов.

Известны устройства для поперечных деформаций балок, содержащие трос, один конец которого жестко заделан в грунте, а другой конец с противовесом перевещивается через валик индикатора часового типа, по положению стрелки которого определяют прогиб фермы в месте расположения индикатора.

Недостаток известной конструкции состоит в недостаточной точности съёма информации из-зй малых смещений объекта.

Предла гаемое |устройст1во тозволяет повысить точность регистрации деформаций благодаря тому, что в нем одна из призм установлена неподвижно, а другая, на которую падает луч источиика света, закреплена на рамке, перемещающейся по вертикали при помощи дополнительной торсионной нередачи, связанной с противовесом. Для автоматизации и дистанционной передачи пнформации световой луч в устройстве сканируется фотодатчиком, установленным на конце штока, связанного с кодирующим диском датчика перемещения и счетчиком импульсов системы отсчета.

На фиг. 1 пр шеден вариант принципиальной схемы описываемого устройства; на фиг. 2 - призменный усилитель смещения светового луча; на фиг. 3 - работа иризменного усилителя смещения светового луча в сочетании с дополнительной торсионной передачей.

Устройство (фиг. 1) содержит жестко заделанное в грунте основание /, к которому прикреплен один конец троса 2, перекинутый через блок 3, устанавливаемый в контролируемой точке фермы 4. На другом конце троса 2 закреплен противовес 5, который перемещается по вертикалп вдоль направляющей 6. Противовес 5 содержит источник света 7, коллиматор 8 (например, линза или система линз) и диафрагму 5. Дополнительная торсионная передача содержит перекинутый через блок /( трос //, один конец которого закреплен на нижией части противовеса 5, а другой его конец - на нижней части рамки 12, а также перекинутый через блок /5 трос 14, один коиец которого закреплен на верхней частн рамки 12, а к другому его концу прикреплен груз 15. На рамке 12, перемещающейся по вертикали вдоль направляющих 16 (фиг. 2), закреплена прямоугольная призма 17. Перед приз.мой 17 на корпусе неподвижно укреплена призма 18, поворачпвающая луч света в иаправлении матового экрана 19. По другую сторону экрана 19 расположен фото3диод 20, перемещающийся вдоль плоскости экрана. Фотодиод 20 укреплен на штоке датчика перемещения 22, выполненного на базе индикатора часового типа, на котором стрелки заменены кодирующим диском 23 с5 отверстиями, расположенными по окружности с равномерным шагом. Осветительная лампочка 24 и фотодиод 25, расположенные по противоположным сторонам диска 23, служат для формирования счетных импульсов. Пере-О мещение штока 21 осуществляется приводом, состоящим из электродвигателя 26, на валу которого насажен кулачок 27. В исходном состоянии этот кулачок не касается штока 21, и цепь питания электродвигателя 26 разомк-15 нута концевым переключателем 28, контактирующим с выступом 29 боковой поверхности кулачка. В схему устройства входят также преобразователи 30-31, преобразующие световые сигналы в электрические. Функцио-20 нальная схема блока управления содержит формирователи 32 и 33, триггер 34, клапап 35, счетчик импульсов 36 и пусковую кнопку 37. Устройство работает следующим образом.25 При нажатии пусковой кнопки 37 через верхнюю пару ее контактов подается напряжение питания на обмотку электродвигателя 26, и кулачок 27 начинает вращаться. При этом срабатывает концевой переключатель 28, ко-30 торым самоблокируется цепь питания электродвигателя 26 на время полного оборота кулачка. При отжатии пусковой кнопки 37 нижней парой ее контактов осуществляется переброс триггера 34 в такое состояние, при35 котором клапан 35 переходит в открытое состояние. Вращаясь, кулачок 27 входит в €0прикосновение со щтоком 21, который начинает перемещать фотодиод 20. Одновременно начинает вращаться диск 23, осуществляю-40 щий модуляцию светового потока лампочки 24 на фотодиоде 25. Преобразователем 30 вырабатываются электрические сигналы, которые формирователем 32 преобразуются в счетные импульсы. Эти импульсы проходят через45 открытый клапан 35 на счетчик импульсов, где и фиксируются. При прохождении фотодиода 20 через изображение светового луча на экране 19 преобразователем 31 вырабатывеется электрический сигнал. Этот сигнал поступает на формирователь 33, которым преобразуется в запускающий импульс, пода4ваемый на второй вход триггера 34. Триггер 34 опрокидывается в другое свое устойчивое состояние, при котором клапан 35 запирается, в результате чего прекращается прохождение счетных импульсов к счетчику импульсов 36. На счетчике импульсов 36 фиксируется число импульсов N, пропорциональное координате светового луча на экране, которая определяется как: Л Лб, где б - «цена одного импульса (мкм). Так, если в первоначальный замер было зафиксировано hi , а по истечении некоторого времени был получен результат Aj Лаб, то стрела прогиба фермы составляет h „ 2 - h 8 (N2-Л), По завершении кулачком 27 полного оборота система возвращается в исходное состояние, и следующий замер осуществляется очередным нал атием пусковой кнопки. Весь описанный цикл повторяется. Сочетание призменного усилителя смещения светового луча с торсионной передачей позволяет в устройстве, приведенном на фиг. 1, добиться четырехкратного усиления величины смещения светового луча на экране. Это видно из фиг. 3, где точка А - первоначальный уровень светового луча; точка - уровень светового луча после прогиба фермы, а точки Л и - уровни изображений соответствующих лучей на экране. Пунктиром на фиг. 3 изображено положение призмы 17, которое она занимает после прогиба фермы, Предмет изобретения Устройство для измерения поперечных деформаций балок, содержащее перекинутую через блок гибкую нить с укрепленным на ней индикатором, корпус и регистрирующее приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регистрации деформаций, оно снабжено дополнительной торсионной передачей, на подвижной нити которой укреплена прямоугольная призма, обращенная прямым углом к расположенной на корпусе неподвижной призме, причем вершины призм смещены относительно друг друга в направлении перемещения подвижной призмы. 7y 7 -: ry7y°//°7°/7 /%/7 ° фиг- /

16

/f

Фиг. 2

18

Cptii J