Автоматический компрессионный прибор Советский патент 1981 года по МПК G01N3/08 

(54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ КОМПгеССИОННЬЙ ПШБОР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для опреде ления сжимаемости образцов, например грунта, под действием статистических периодически последовательно и плавно прикладываемых ступеней нагрузок. Известен компрессионный прибор, состоящий из одометра, установленного на специальном столике, снабженном прессом и рычажной системой с подвеской грузов для передачи на образец, помещенный в одометр вертикальной нагрузки и измерительное приспособление 111 Недостатком прибора является необходимость ручного приложения нагрузок. Известен также автоматический компрессионный прибор, включающий одометр, укрепленный на столе, нагружающее приспособление с прессом, рычагом, грузом и злектроприводом перемещения груза, датчик деформации и регистрирующий блок 2. Недостатком этого прибора является низкая точность измерения, так как автоматическое приложение каждой из ступеней нагрузок в задаваемые перед иачалом испытаний моменты времени практически не учитывает требование по приложению очередной ступени нагрузки только после достижения услданой стабилизации деформации образца грунта от действия предыдущей ступени нагрузки. Цель изобретения - повыщение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что автоматический компрессионный прибор, включающий одометр, укрепленный на столе, нагружающее приспособление с прессом, рычагом, грузом и электроприводом перемещения груза, датчик деформации и регистрирующий блок, снабжен блоком масопабирования, анализатором и датчиком скорости деформации, установленным в регистрирующем блоке, причем датчик деформации через блок масштабирования подключен к регистрирующему блоку, датчик скорости дефс мации подключен ко входу анализатора, выход которого подключен к злектроприводу перемещения грузов. На чертеже схематически представлен автоиатическнй компрессионный прибор. Прибор содержит одометр 1, установленный на столе 2, нагружающее приспособление, снабженное прессом в виде рамы 3, передающей давление на образец 4, например, грунта, рычазйюй системой в виде двухсекторного рычага 5 с подвеской 6, грузов 7, соединенных между собой эластичными связками 8, электродвигателем 9 со спуско-подъемным редуктором 10, к валу 11 которого в исходном состоянии подвешены на стальном тросике 12 все грузы 7. Датчик деформащи 13 образца состоит из стальной гибкой пластинки 14 с четырьмя наклеенными и спаянными в виде моста тензометрическими резисторами 15, закрепленной с помощью кронштейна 16 на столе 2, на свободный конец которой через сферическую опору 17 давит рама 3 при своем перемещении во время деформации образца 4. Блок 18 масштабирования выполнен в виде электронного устройства, подключающего на каждом поддиапазоне измерения (кроме первого) параллельно одному из тензометрических резисторов 15 дополнительные резисторы, что приводит к совмещению конца одРрго поддиапазона измерения с началом сле дующего. Датчик 13 деформации через блок 18 масщтабирования электрически соеди няется с регистрирующим блоком 19. В качестве регистрирующего прибора 19 может быть использован, например, автоматический потенциометр КСП4, позволяющий производить регистрацию величины деформаци на равномерно движуш{ейся диаграммной ленте. Для переключения поддиапазонов измерения блоком 18 масштабирования последний электрически соединяется с правым концевым выключателем шкалы КСП4, который срабаты вает при перемещении его указателя шкалы в крайнее правое положение, соответствующее максимальному значению входного сигнала. Датчик 20 скорости деформации выполнен в ввде шкалы регистрирующего блока 19, разбитой через выбранное равное расстояние неподвижными контактами, по которым перемещается подвижный контакт, укрепленный на указателе шкалы регистрирующего блока 19. Замыкание подвижного контакта с каждым очередным неподвижным происходит через промежутки времени, пропорциональные скорости деформации образца 4, а следовател но, н скорости перемещения подвижного кон такта. Датчик 20 электрически соединен с анализатором 21 скорости деформации, который выполнен в виде электронного устройства, nj изводящего подсчет времени, затрачиваемого а прохождение указателем шкалы регистрирующего блока 19 расстояния от одного неподвижного контакта до другого (0,01 мм). При деформации образца 4 на 0,01 мм в течение заданного периода времени анализатор 21 вырабатывает сигнал приложения очередной ступени нагрузки. Автоматический компрессионный прибор работает следуюш 1м образом. С помощью соответствующих органов управления он включается в сеть, все грузы 7 электродвигателем 9 со спуско-подъемным редуктором 10 поднимаются на тросике 12, который наматывается на вал 11, в исходное состояние. При этом освобождается двухсекторный рычаг 5, механически связанный с рамой 3. В одометр 1 обычным способом загружают образец 4, например, грунта и устанавливают его на столик 2 под раму 3. С помощью кронштейна 16 перемещается пластинка 14 датчика 13 величины деформации так, чтобы перо регистрирующего блока 19 совпадало с нулевой отметкой диаграммной ленты. В регистрирующем блоке 19 устанавливаются необходимая скорость передвижения диаграммной ленты, а в анализаторе 21 - время достижения условной стабилизации, необходимое при испытаниях данного типа грунтов. Включается электродвигатель 9, который через спуско-подъемный редуктор 10 плавно сматывает с вала 11 необходимое количество тросика 12 для подвески к двухсекторному рычагу 5 на подвеске 6 первого груза 7. Первый груз 7 с помощью двухсекторного рычага 5 и рамы 3 создает первую ступень нагрузки на образец 4 грунта. Под действием нагруз ки происходит деформация образца 4 с убывающей скоростью с одновременным перемещением рамы 3, которая через опору 17 изгибает пластинку 14. Изгиб пластинки 14 преобразуется тешометрическими резисторами 15 в электрический сигнал, поступающий на вход регистрирующего блока 19, который производит запись результатов испытаний на диаграммную ленту. При этом происходит перемещение указглеля шкалы блока 19 и замыкание подвижного контакта с неподвижными датчиками 20 скорости деформации. На его выходе появляются электрические сигналы цри деформации образца 4 на каждый 0,01 мм. Эти.сигналы подаются на вход анализатора 21 скорости деформации и он определяет время, в течение которого происходит деформация образца 4 на каждый очередной 0,01 мм. В тот момент, когда изменение величины деформации образца 4 на 0,01 мм произойдет за время, равное достижению условной стаби/шзации, анализатор 21 формирует электричео