Датчик деформаций Советский патент 1982 года по МПК G01B7/16 

(54) ДАТЧИК ДЕФОРМАЦИЙ

I

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к конструкции тензометрических датчиков деформаций, и может быть использовано при измерениях деформаций на объектах, на которых требуется точное измерение деформаций в течение длительного времени их эксплуатации.

Известен датчик деформаций, содержащий две ножевые опоры, измеритель пе ремещения опор, выполненный в виде балки с закрепленными на ней тензорезисто- рами, и термокомпенсирующий стержень, концы которого соединены с концами балки 1 .

Однако этот датчик не обеспечивает высокой точности измерений вследствие ухода во времени его градуировочной характеристики.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является датчик деформаций, содержащий две ножевые опоры, измеритель переме1дения, соединенный с одной

опорой, и термокомпенсируюший стержень, соединенный одним концом с другой опорой и взаимодействующий другим концом с измерителем перемещения 2 .

Однако и этот датчик не обеспечивает высокой точности измерений вследствие ухода во времени его градуировочной характеристики.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что датчик снабжен термостабильным стержнем, выполненным из материала с малым коэффициентом температурного расширения, один конец которого соединен с термокомпенсируюшим стержнем, а другой - с измерителем перемещения, нагревательным элементом и измерителем температуры, закрепленными на термокомпенсирующем стержне. Кроме того, измеритель перемещения выполнен в виде скобы с закрепленными на. ней тензорезисторами, соединенными в полумост, и терморезисторами, каждый из которых соелине} с соотнетствуклцим тонзорезистором, измеритель температуры тлшолнен Б виле терморезистора и соединен последоЕьателъно с одним нз терморезисторов полумоста, а 11агреБател1,иый элемент выполлен в виде резистора и соединен последовательно с npyiHM терморе зистором полумоста. На фиг. 1 изображен датчик деформаций, вид сбоку; на фиг, 2 - электрическая схема датчика и сопряженной с ним аппаратуры. Датчик деформадий содержит две ножевые опоры 1 и 2, измеритель перемете ния в виде скобы 3 с закрепленными на ней тензорезисторами 4 и 5 и терморезисторами 6 и 7, термостабильный стержень 8 с термоизолирующими прокладками 9 и 10 на концах, соединенный со свободны концом скобы 3, термокомленсируюпшй стержень 11с закрепленными на нем на гревательным элементом, выполненным в виде резистора 12, и измерителем темпе ратуры, выполненным в виде терморезистора 13. Термокомпенсирующий стержень 11 одним концом через прокладку Ю соединен с термостабильным стержнем 8 а другим концом через прокладку 11с ножевой опорой 2, Тензорезисторы 4 и 5 соединены в полумостовую схему. Последовательно с тензорезистором 4 включен терморезис- тор 6, а последовательно с тензорезисто ром 5 - терморезистор 7. Резистор 12 соединен с терморезистором 6, а терморезистор 13 - с терморезистором 7. Датчик соединен с вторичной аппаратуро пятипроводной линией связи. Датчик дефс рмаций работает следующим обреазом. После установки датчика на объекте и подключения к нему вторичной аппаратуры производится градуировка датчи са непосредственно перед измерением, что обеспечивает высокую точность измерений. Сквозная градуировка измерительно го тракта обеспечивается за счет создания заданной деформации на входе изм€ рителя перемещения. Для этого резистор 12 подключается к источнику питания (на фиг. не показан). Нагрев термоком пенсирующего стержня 11 ксштролируют терморезистором 13. Поело постижения заданной температуры, например 15О°, отключают резистор 12 и измеряют сигнал с полумоста из тензорезисто /ов 4 и 5 и терморезисторов 6 и 7. Полученные данные используклт при расшифромсе показаний датчика в процессе ее иэмере)П1Й. Применение предлагаемого датчика деформаций повыщает точность измерения деформаций за счет исключения систематических погрешностей в измерительном тракте, что имеет особое значение при ресурсных испытаниях объектов. Формула изобретения 1.Датчик деформаций, содержаишй две ножевые опоры, измеритель перемещения, соединенный с одной опорой, и термокомпенсирующий стержень, соединенный с другой опорой и взаимодействующий с измерителем перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен термостабильным стержнем, выполненным из материала с малым коэффициентом температурного расширения, один конец которого соединен с термокомпенсирующим стержнем, а другой - с измерителем перемещения, нагревательным элементом и измерителем температуры, закрепленными на термокомпенсирующем стержне. 2.Датчик по п. 1, отличающий с я тем, что измеритель перемещения выполнен в виде скобы с закрепленными на ней тензорезисторами, соединенными в полумост, и терморезисторами, каждый из которых соединен с соответствующим тензорезистором, измеритель температуры выполнен в виде терморезис- тора и соединен последовательно с одним из терморезисторов полумоста, а нагревательный элемент выполнен в виде резистора и соединен последовательно с другим терморезистором полумоста. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 133663, кл.а 01 В 5/30, 1960. 2.Авторское свидетельство СССР № 301514, кл. G О1 В 5/30, 1968 (прототип).

Л

/ / /

70 ,,

/ f

,/ I

фиг J