ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИНАМОМЕТР Советский патент 1946 года по МПК G01L1/22 

При измерении напряжений в деталях машин и вообще в металлических образцах во время испытания их на растяжение или на сжатие уже известно применение электрических тензометров, состоящих из проводников, в виде тонких проволок большого электрического сопротивления, наклеиваемых или укрепляемых иным способом на поверхности испытуемой детали в направлении приложенных усилий. Под действием приложенных усилий проводники деформируются, растягиваясь одновременно с испытуемой деталью и удлиняясь соответственно деформации последней. В результате удлинения электрическое сопротивление проводником изменяется и может быть измерено каким-либо известным в электротехнике способом, например путем включения такого тензометра в одну из ветвей мостика Уитстона.

Особенность предложенного электрического динамометра заключается в том, что, с целью повышения его чувствительности, путем использования при измерении также и деформации сжатия стержня в поперечном сечении, сопутствующей деформации растяжения, на стержне расположен поперек его один или несколько проволочных тензометров сопротивления, включенных в противоположную первым ветвь мостика измерительной схемы.

На чертеже схематически изображено расположение тензометров на испытуемой детали.

На стержне 1 укреплено несколько отдельных тензометров, состоящих каждый, например, из тонких проволок большого сопротивления, прикрепленных к поверхности стержня и вместе с тем электрически от него изолированных, например, при помощи изоляционной прокладки, наклеенной на поверхность стержня 1 под наклеенными на ту же деталь проволоками.

Часть тензометров 2-2 наклеена вдоль оси стержня, т.е. в направлении измеряемых приложенных усилий, растягивающих стержень. Часть тензометров 3-3 укреплена перпендикулярно к оси стержня.

При растяжении стержня он будет деформироваться; вдоль своей оси он будет удлиняться, в результате чего удлинятся и проволоки тензометров 2, вследствие чего их сопротивление возрастет. Одновременно с удлинением стержня его поперечное сечение будет уменьшаться, что вызовет сжатие проволок тензометров 3 и, соответственно, уменьшение их электрического сопротивления.

Электрическная схема прибора представляет собой мостик Уитстона, в два противоположных плеча которого включены тензометры 2-2, а в два других плеча тензометры 3-3.

При наличии измеряемых деформаций сопротивление первых двух тензометров будет возрастать, а двух других уменьшаться, что вызовет разбалансировку мостика, и соответственно отклонение гальванометра, включенного в диагональ мостика. При этом чувствительность схемы значительно возрастет благодаря наличию дополнительных тензометров 3-3. Последние одновременно используются в схеме также и для компенсации влияния на результаты измерения изменений окружающей температуры, поскольку дополнительные тензометры 3-3 выполнены из одного и того же материала, что и основные 2-2, и служат двумя остальными ветвями мостика.

Электрический динамометр для измерений усилий, выполненный в виде растягиваемого измеряемым усилием стержня, на котором расположены вдоль него проволочные тензометры сопротивлений, реагирующие на продольные деформации стержня, и включенные в одну из ветвей мостиковой измерительной схемы, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности динамометра путем использования при измерении также и деформации сжатия стержня в поперечном сечении, сопутствовующей деформации растяжения, на стержне расположен поперек его один или несколько проволочных тензометров сопротивления, включенных в противоположную первым ветвь мостика измерительной схемы.