Датчик для измерения нормальных и касательных напряжений Советский патент 1975 года по МПК G01N9/04 

Изобретенно относится к нзмернтРЛ1 по|1 техннке.

Известны датчики для измерения нормальных и касательных нанряжений но контакту сооружения с грунтом, включающие цилиндрическнй корнус с внутренним кольцевым выстуном, контактный диск и расположенные между ними тензоэлементы.

Недостатком известных датчиков является малая точность излгерений, обусловленная нх болыной дсформатив1гостью и влиянием внонентренного иагружеиня коитактного диска.

Цель изобретен 1я - новьииеиие точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что одна из иар тензоэлементов выиолнена в виде коицентрично расположенных цилиндров с равными нлощадямн нонеречиых сечений, смонтированных нернендикулярно контактному диску, а другая пара тензоэлементов выиолнена в виде размещеиных паралелльио коптактному диску и лежанцьх на одной осн упругих консоле онориого кольца, установj eHHoro на внутреннем кольцевом выступе цнлиндрического корпуса.

На фиг. 1 ноказан предлагаемый датчик, разрез; па фиг. 2 и 3 - разрезы по Л-А и Б-Б.

Датчик содержит цилиндрический корпус 1, имеющий снаружи выступ для опирания

датчнка в гнезде, устр;и1ваемо и стене, на поверхности )й измеряются наиряжеиия. К корпусу винтами 2 кренят крын1ку 3. Контактный диск 4 выно.чнсн заодно с тензочувствительным элементом 5 сжатия. Тензоэлемент 5 соеднняется с тензоэлементом 6 растяжения при помощи гайки 7. Сдвоенный тензоэлемент 5-6 служнт для нзмерення нормальных ианряжений. Чтобы обесиечить равенство нлони1Дей иоиеречиых сечений тензоэлементов 5 и 6 нри достаточной толни ие стенки, тензоэлеме1гг 5 вынолняется в виде сплоинюго упругого цилиндра, а тензоэлемент G - в виде упругого цнл Н1дра с четыр| -Мя диаметрально расноложенными окнамн. Тензоэлемент 6 соеднняется виитами 8 с онорным цилиндром 9. Полка онориого 9 через гнарикн 10 опирается на диск II. Контакт шариков 10 с площадкой выступа в корпусе, полкой опорного цилиндра 9 и жесткнм диском 11 осуществляется опорно-регулнровочпым винтом 12. Положение винта 12 фиксируется гайкой 13.

Касательные )шпряжения, действующие на контактный диск 4, нередаются на сдвоен11ый теизочувствнтельный элемент 14, вынолнеиный в виде двух одинаково унругнх консолей, осн которых расноложены на одной нрямой, проходящей через ось прибора перпендикулярпо ей. Тепзоэлементы 14 выполнены заодно с

тензоэЛсмеитом 6 н опорным кольцом 15. Жесткое соединение тензоэлементов 14 с корпусом осуществляется путем прижатия опорного кольца 15 гайкой 16 к выступу в корпусе. Зазоры между стенкой корпуса и коитактнон площадкой, прибором и стенкой гнезда, перекрываются унлотнительными кольцами 17.

Тензорезисторы 18 наклеены на тензоэлементы 5 и 6 таким образом, что рещетки их направлены по образующим цилиндров тензоэлементов. Ыа тензоэлементы 14 тензорезисторы 18 наклеены с обеих сторон (по два па каждую пластинку) так, что продольные оси тензорезисторов совпадают с продольной осью пластинок. Тензорезисторы каждой пары тензоэлементов 5-6 и 14 соединяются по мостовой схеме в отдельные измерительные системы. Провода 19 закрепляются в крыщке 3 при помощи уплотнительных гаек 20 с щайбами и уплотнительных резиновых колец 21.

Датчик работает следующим образом.

Датчик закрепляется в гнезде так, чтобы рабочая поверхность контактного диска 4 была заподлицо с поверхностью стены и чтобы теизометрические консоли были ориентированы строго вертикально, т. е. по направлению действия сил трения грунта о стену. От действия грунта на стену на рабочей поверхности контактного диска 4 возникают нормальные и касательные напряжения. Усилие, равное сумме нормальных напряжений, передается па тензоэлементы 5 и 6, вызывая в тензоэлементе 5 деформацию сжатня, а в тензоэлементе 6 - равную по величине деформацию растяжепия. Усилие, равное сумме касательных напряжений, передается на тензоэлементы 14, вызывая в одном из них деформацию сжатия, а в другом равную но величине деформацию растяжения. Тарировка датчика производится

в положении, соответствующем положению его в стене, воздействие грунта на которую исследуется.

Предмет изобретения

15

Датчик для измерения нормальных и касательных напряжений по контакту сооружения с грунтом, включающий цилиндрический кориус с внутренним кольцевым выступом, контактный диск и расположенные между ними тензоэлементы, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, одна из пар тензоэлементов выполнена в виде концентрично

расположенпых цилиндров с равными площадями поперечных сечений, смонтированных перпендикулярно контактному диску, а другая пара тензоэлементов выполнена в виде размещенных параллельно контактному диску и

лежащих на одной оси упругих консолей опорного кольца, установленного па внутреннем кольцевом выступе цилипдрического корпуса.

18

В

иг 2

В- В

rTflTi f

6 5

JZj