Устройство для измерения нормальных напряжений к ротационному реогониометру вейссенберга Советский патент 1978 года по МПК G01N11/14 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ К Изобретение относится к области исследования реологических свойств вязко-упругих материалов в жидк,ом состоянии, например растворов и расплавов полимеров, дисперсных систем и подобных материалов. Известно устройство для измерения разностей нормальных напряжений, возникающих при сдвиговом деформировании вязко-упругих материалов в реогониометре ВейссенбергаГ1.10 При появлении в материале, деформируемом в зазоре рабочего узла типа плоскость - плоскость или конус- плоскость ДЬЧ.Л л. и - tt VXVxiV.V.. J. иr JlJIl «-«ijf tI41V J.4/V ItJ у нормальных напряжений суммарная сила, нор-15 ВЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ НОРМАЛЬНЫХ ОТАЦИОННОМУ РЕОГОНИОМЕТРУ СЕНБЕРГА При работе с этим устройством возникают трудности при измерениях малых напряжений (при малых скоростях деформирования), связанные с необходимостью использовать большие усиления сигнала для измерения малых перемещений (перемещения конца гибкой балки составляет несколько десятков микрон). Наиболее близко к предлагаемому является устройство для измерения нормальных напряже«ий к ротационному реогониометру Вейссенберга, содержащее консольную гибкую бал- ку, свободный конец которой расположен на оси перемещающейся по вертикали каретки сервосистемы, датчик рассогласования и .. Д Датчик измерения нормальных напряжений 2 .

Чтобы не прокр1учиЕ1Плась, ее соединяют с Kpyi-;ibiNf концом гибкой балки авумя спиральными пружинами, одна из которых ограничивает поворот каретки по часовой стрелке, другая - поворот против ча- совой стрелки.

Это устройство содержит источники loyNfa сигнала пары внешнего трения, т.е. места контакта круглого наконечника гибкой балки.и оси каретки при покачивании каретки или при перемещении, ее по вертикали, когда круглый HajcoHe4HHK и ось каретки обкатываются Друг по другу. При этом на уровень шумов (т.е. на разрешающую способность устройства) оказывает большое влияние качество контактирующих поверхностей. Кроме того, сердечник датчика связан не с концом .гибкой балки, а с кареткой, что искажает сигнал нормальных напряжений.

Цепь изобретения - повышение разреишю щей способности и стабильности возврата устройства в нулевое положение - достигается тем, что свободный конец балки соединен с кареткой посредством гибкой упругой пластины с жестким закреплением в е.е.

центре. Гибкая упругая пластина выполнена из материала с малыми потерями на внутреннее трение, например из бериллиевой бронзы.

На чертеже представлена схема устройст ва для измерения нормальш гх напряжений.

Один конец гибкой балки 1 закреплен неподвижно в заделке 2. Сила, вызываю - шая прогиб балки, передается через центральную ось прибора 3 и ее подшипник 4 и воспринимается датчиком рассогласования Усиленный сигнал этого датчика подается на серводвигатель б , который через микрометрический винт 7 перемещает каретку 8, соединенную с балкой 1 посредством гибкой упругой пластины Q из материала с малыми потерями на внутреннее трение. Перемещение конца балки вызывает сигнал на выходе датчика измерения нормальных напряже-;. НИИ 10.

Устройство работает следующим образом. При появлении в деформируемом вязко-упругом материале., помешенном в рабочем зазоре прибора, нормальных напряжений нормальная плоскостям сдвига сила Р , пропорцио- . нальная разностям нормальных напряжений, передается через центральную ось прибора 3 и подшипник 4 на гибкую балку 1, вызывая ее прогиб и появление на выходе датчика рассогласования 5 сигнала отклонения системы от нулевого положения. датчика рассогласования усиливается и подается на серводвигатель 6, который перемешает посредством микрометрического винта .7, каретки R и гибкой упругой пластины 9 конец балки вверх и втшз в зависимости от знака сигнала рассогласования до тех пор, пока сигнал не исчезнет. Пеуюмещение конца балки вызывает появление на выходе датчика измерения нормальных напряжений 10 показаний, пропорциональных })азнос- ти нормаль тых напряжений в исследуемом вязко-упругом материале.

В предлагаемом устройстве Для измерения нормальных напряжений уменьшено число пар внешнего трения, которые являются источниками искажающих сигнал шумов. Это значительно увеличивает разреигающую способность устройства и стабильтюсть нуля (возвращение системы /в исходное нулевое положение после исчезновения сигнала пропорционального разностям нормальнь1х напряжений в исследуемом материале). Кроме того, в этом устройстве сердечник датчика измерения -нормальных напряжений соединен непосредственно с концом гибкой балки, что также повышает точность измерения.

Формула изобретения

1. Устройство для изм ерения нормальных напряжений к ротационному реогониометру Вейссенберга, содержащее консольную гибкую балку, свободный конец которой расположен на оси перемещающейся по вертикали каретки сервосистемы, датчик рассогласования и датчик измерения нормальных напряжений, отличающееся те.м, что, с целью повышения разрешающей спо собности и стабильности возврата в нулевое положение, свободный конец балки соединен с кареткой посредством гибкой упругой плаотины с жестким закреплением в ее центре. 2. Устройство по п. 1, отлича ющ е е с я тем, что гибкая упругая пластина выполнена из материала с малыми потерями на внутреннее трение, например из бериллиевой бронзы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Белкин И. М. и др. Ротационные приборы М,, Машиностроение , 1968, с. 228.

2.Weissentepg- Rheog-oniometer WVodee R16 and R18(tlmppoued Nor-mat Force S «stem, S Л. 1,Sangrotmo ControE Lid-.Engreoind, 1970О

г

////j /.

УА f

-9