Способ измерения перемещений и деформаций Советский патент 1982 года по МПК G01B7/16 

Поставленная цель достигается тем что на исследуемый объек устанавлит вают активный тензорезистор тензомоста, измеряют выходное напряжение тензомоста, повышают напряжение питания тензомоста, увеличивая его выходкое напряжение в п число 1раз, и исключающее перегрев ,тензорезисторов от дополнительного источника нагре(вают тензомост однополярным импульсным током, восстанавливая прежнее значение выходного напряжения, и оп ределяют при этом значение импульсного тока, по которому.судят о вели;Чине измеряемых перемещений и деформаций . На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предложенный способ,Устройство содержит тензомост 1 смежнее которого включеьрл активный тензорезистор R и компенсационный тензорезистор Rj. Два других плеча тензомоста 1 содержат постоянные резистрры R и R. Питание тензомоста 1 осуществляют от низкочастотного измерительного генератора 2 сигналов через разделительный трансформатор 3 h делитель напряжения из резисторов RjrH Rg. К измерительной диагонали тензомоста 1 подключен ана лизатор 4 гармоник, настроенный на частоту низкочастотного измерительного генератора 2 сигналов, а к диагонали питания подключен миллиампер метр 5. Резистор R,f делителя напряжения может быть зашунтирован ключом К. К средней точке разделительного трансформатора через ключ ключен импульсный измерительный генератор б, а обмотки разделительного трансформатора 3 зашунтированы конденсаторами-Cj и С малой емкости (0,1 мкФ). Способ осуществляется следующим образом. В начальный момент до нагружения исследуемого объекта тензомост 1 находится в равновесном состоянии и е,гр выходное напряжение .Равно нулю. После приложения нагрузки, дефорг-йрующей активный тензорезистор R, возникает разбаланс тензомоста 1, при котором фик сируют выходное напряжение с; прмосцью ана изатора 4 гармоник. Замыкая ключ К., увеличивают напряжение питания тензорезистора 1 и, соответственно, выходное напряжение в п число раз, не вызывакицее заметного перегрева тензорезисторов. Сопротивление резисторов Ry и R делителя напряжения подобраны таким образом, что п близко но не равно единице (,2), Затем, замыкая ключ Kj, подают на активный R и компенсационный R, тензорезисторы дополнительное импульсно напряжение от импульсного измеритель ного генератора 6, представляющее собой последовательность однрполярных прямоугольных импульсов стабильной амплитуды и регулируемой скважнрсти. При подаче импульсного напряжения происходит нагрев чувствительных элементов тензорезисторов и их дополнительная температурная деформация. Для активного тёнзорезистора R, жестко связанного с исследуемым .объектом, температурная деформация является фиктивной или кажущейся, так как рабочий тензорезистор не может изменить свою длину (например, наклеенный или связанный с перемещающимся объектом); Под действием фиктивной деформации возникает механическое напряжение, направленное встречно напряжению от измеряемой деформации., В результате частичной компенсации напряженного состояния чувствительного элемента активного тёнзорезистора R уменьшается его сопротивленне и, соответственно, выходное , напряжение тензомоста. В компенсационном тензорезисторе, не связанном жестко с исследуемым объектом, механические напряжения при нагревании не возникают. Нагрев ведут изменением скважности импульсного напряжения, добиваясь эосстановления первоначального значения выходного напряжения U)(.В момент установления равенства спределжот с помощью предварительно отградуированного миллиамперметра 5 среднее значение импульсного тока, по которому судят о величине, измеряемых перемещений или деформаций. В качестве активного тёнзорезистора можно испол зовать любой .теизорезистор .из партии, из которой один тензорезистор был взят для градуировки. Сравнительные испытания металлических теизорезисторов показывают, что разброс показаний при замене танзореэисторов из одной партии не превьшает 0,2%.. В то же время замена аналогичных тензорезисторов по обычной схеме тензомоста вызывает разброс показаний до 5%. Таким образом/ пршвенение предложенного -способа позволяет увеличить производительность измерений за счет устранения операции подбора активных теизорезисторов в партии. Формула изобретения Способ измерения перемещений и деформаций объекта,,при котором на исследуексай объект устанавливают активный тензорезистор тензомоста и измеряют выходное напряжение тензомоста, отлич-ающий ся тем, что, с целью повышения производительности измерений, повышают напряжение

питания, тенэомоста, увеличива)5 его выходное напряжение в п число раз, исключгиощее перегрев тензорезисторов, от дополнительного источника нагревают тензомост однополярным импульсным током, восстанавливая прежнее значение выявдногш Напряжения, и определяют при этом значение импульс-г ного тока, П.О которому судят о вели

чине измеряемых перемещений и деформаций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 103520, КЛ. G 01 В 7/18, 1956.

2.Тензометрия в машиностроении. М., Машиностроение, 197й. с. 239 (прототип).