Устройство для измерения внутрен-НЕгО ТРЕНия МАТЕРиАлОВ HA СВОбОдНыХКОлЕбАНияХ Советский патент 1981 года по МПК G01N19/02 

I

Изобретение относится к измерительной технике, использующей неразрушающие методы контроля для измерения внутреннего трения на офазце материала.

Известно устройство для измерения внут.реннего трення материалов на свободных колебаниях, содержащее механическую резонансную систему, офазованную исследуемым образцом, датчик числа периодов колебаний образца, соединенный со входом счетчика, и два блока уставсж, пороговых значений углов колебаний l .

Недостатком известнсяо устройства является его низкая точность, возникающая из-за того, что материал образца, находящийся в положении равновесия (ну 1евой уровень), может быть подвержен воздействию остаточных напряжений, возникающих, например, в результате механической или термической обработки исследуемого образца.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения влияния

остаточных напряжений в материале образца.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дискретным датчиком амплитуд колебаний образца, с Мматором амплитуд, два входа которого соединены с вькодами дискретного датчика амплитуд колебаний, блоком ци ового сравнения, первые входы котсчэого соединены с выходами сумматора амплитуд, а вторые входы через дополнительно введенные ключи соединены с выходами двух блоков уставок пороговых значенвй углов колебаний, двумя регистрами, входы разрядов которых соединены с выходом сумматора амплитуд, и блоком управления, вход которого соединен с выходом блока цифрового сравнения и с выходом датчика числа периодов колебаний образца, а выходы блока управления соединены с управляющими входами ключей, регистров и счетчика числа периодов колебаний образца. На чертеже {тзображена функциональная блок-схема предлагаемого устройства Устройство содержит два блока 1 и 2 уставок пороговых значений углов колебаний образца, соединенные через ключи 3 и 4 с первыми входами блока 5 цифрового срарнения кодовых комбинаций. Вторые входы блока 5 цифровг го сравнения соединены с выходами сумматора 6 амплитуд и с входами регистров 7 и 8, а их выходы с соответствующими индикаторами 9 и Ю. Вход сумматора б амплитуд соединен с выходами дискретного датчика 11 амплитуд колебаний образца. Управляющий вход сумматора 6 амплитуд соединен с одним из Бььходов блока 12 управ ленияг остальные выходы которого соединены с управляющими входами ключей 3 и 4, счетчика 13, регистров 7 и. 8. Информационный вход счетчика 13 соединен с вькодом датчика 14 числа периодов ко лебаний образца, формирующим импульсы при прохождении образцом положения ра вновепия (нупевого уровня). ГЗход блока 12 управления -соединен с вькодом блока 5 цифрового сравнения и выходом датчика 14 чисда периодов колебаний, а на вы ходе счетчика 13 включен индикатор 15. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии крутил ьный маятник (на чертеже не показан закручива ется на некоторый начальный Гол, сумматор 6 амплитуд и регистры 7 и 8 обну ляются , а ключи 3 и 4 закрыты сигналами блока 12 управления. В блоки 1 и 2 уставок пороговьрс значений углов колеба ний предварительно вводятся числовые ко ды, соответствующие пороговым значения углов закручивания Ау/ и образца As2 )- ., По сигналу блока 12 управления снимается усилие, закручивающее маятник, и он начинает совершать свободные крутиль ные колебания с затухающей амплитудой н периодом Т. Одновременно открываются ключи 3 и на первые входы блока 5 цифрового сравнения подается код Avi с блока 1 усгавок. Датчик 14 числа периодов колебаний вырабатывает импульсы при прохождении образцом положения равновесия, а дискретный датчик 11 амплитуд колебаний вырабатывает импульсы, количество которых AV пропорциолально вначале максимальному положительному углу закI, во втором полупёриручивания, а затем оличесгво котфых оде - импульсы, количество пропорционально максимальному отрица тельному углу закручивания. В сумматоре амплитуд за каждый период ,определя-, емый сигналами датчика 14 числа периодов колебаний происходит сложение кодов, соответствующих максимальной положительной A/ft / И максимальной отрицательной амплитудам А . При этом, если в первом периоде А у / т.е. код, соответствующий сумме амплитуд на выходе сумматора 6 амплитуд больше кода блока 1 уставки пороговых значений углов колебаний ( Ау ), блок 5 цифрового сравнения сигнал не вьфабатывает, и сумматор 6 амплитуд обнуляется с помощью блока 12 управления. Так продолжается до тех пор, пока, например, через периодов свободных колебаний выполняется условие А У Ау, При этом на выходе блока 5 цифрового . сравнения появляется сигнал, по которому блок 12 управления вырабатывает команду на разрешение записи кода + + из сумматора 6 амплитуд в ре-гистр 7 и индикацию результата на индикаторе 9. Одновременно блок 12 управления выключает ключи 3 и включает ключи 4, а также подает сигнал разрешения счета на счетчик 13, который начинает считать количество колебаний маятника при прохождении им состояния равновесия, регистрируемое индикатфом 15. Так продолжается до тех пор, пока для К -того периода свободных колебаний выполняется условие При этом соответствующий код выводится из сумматора б амплитуд в регистр 8 и далее на индикатор Ю. Счет числа колебаний счетчиком 13 заканчивается. На индикаторе 15 - число N , а на индикаторах 9 и 30, соответственно, числа ;-А-; -А;,-, где М - число колебаний , при котором сумма максимальной положительной н максимальной отрицательной амплитуд уменьшается от Лу1 до А| Внутреннее трение рассчитывается по формуле .p. TtN A -ltN A VAp Формула изобретения Устройство для измерения вну треннео трения материалов на свободных колебаниях, содержащее механическую резонансную систему, образованную исследуемым образцом, датчик числа периодов колебаний образца, соединенный со входом счетчика, и два блока уставок пороговых значений углов колебаний, отличающееся гем, что, с целью повышения точности за счет исключения влияния остаточных нафяжений в материале, образца , оно снабжено дискретным датчиком амплитуд колебаний образца, сумматором амплитуд, два входа которого соединены с вькодами дискретного датчика колебаний блоком цифрового чэавнения, первые входы которого соединены с выходами суммагоpa амплитуд, а вторые входы через дополнительно введенные ключи соединены с 8 29 выходами двух блоков уставок пороговых значений углов колебания, двумя регвсг- рами, входы разрядов которых соединены с вь(ходом сумматора амплитуд, в блоком управления, вход которсяо соединен с выходом блока цифрового qэaвнeния и с выходом датчика числа периодов колебаний образца, а вьсходы блока угфавления сое-. динены с управляющими входами ключей, регистров и счетчика числа периодов колебаний образца. Источники (шформапии, принятые во внимание при экспертизе 1. Канцов Л. Н. и др. Прибор для измерения добротности,-Труды НИИЧаспровьт. 10, 197Z, стр. 116 (про. ма. М., тотип).