УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОГИБА

Устройство для измерения прогиба
Изобретение относится к области лабораторных исследований механических свойств образцов и материалов строительных констрзтсций и может быть использовано в испытательных лабораториях и на предприятиях стройинду стрии.
Известен датчик для измерения прогиба при испытании на малоцикловую усталость чистым изгибом /Корнблюм А.И. и др. Датчик для автоматического измерения прогиба плоских образцов при исследованиях на малоцикловую усталость чистым изгибом// Заводская лаборатория. 1976.- № 2.- С.235/, включающий плиту, в которой установлен чувствительный элемент в виде стальной пластины с наклеенными на ней с двух сторон тензорезисторными преобразователями.
Датчик состоит из опорной плиты, в нижней части которой установлены базовые щупы, а в верхней - чувствительный элемент, представляющий собой стальную пластину равного сопротивления с наклеенными на нее с двух сторон тензорезисторами. Между базовыми щупами расположен измерительный щуп, соединенный рычагом с элементом. Плита датчика смонтирована на платформе испытательной установки, и датчик в процессе испытания совершает возвратно-поступательное движение. Стрела прогиба образца определяется по перемещению щупа относительно щупов, постоянно находящихся в контакте с образцом. Перемещение щупа вызывает деформацию чувствительного элемента, которая, в свою очередь, преобразуется схемой тензорезисторов в электрический сигнал, поступающий на тензоусилитель и осцилограф.
Мкл.5 G 01 М 7/00 GOl В 7/18 О 01 В 7/24
постоянно испытывают переменные деформации, что приводит к усталости как самих резисторов, так и клеевого шва при испытании серии образцов. В результате этого сопротивление тензорезистора изменяется и не является стабильной величиной в процессе измерений. Влияние этих факторов сказывается на точность конечных результатов, так как усталостные характеристики датчика интегрируются во времени. Кроме этого, при измерении присутствует фактор субъективности, который обусловлен применением осцилографа в качестве регистрирующего блока измерений. Осцилограф обладает определенным временем запаздывания информационного сигнала от входного, что существенно при незначительных изменениях деформаций в контролируемом изделии.
Известно, что устройство для измерения прогиба / Заявка № 93026256/33. Устройство для измерения прогиба/ В.В.Бредихин, С.В.Поветкин.- Опубл. 1996, Бюл. № 5 (прототип)/включающее опорную плиту и чувствительный элемент, представляющий собой стальную пластину равного сопротивления с наклеенными на ней с-двух сторон тензорезисторами, а также держатель, установленный на опорной плите, и стальную марку, жестко укрепленную в контролируемом участке исследуемого объекта и предназначенную для периодического контакта с чувствительным элементом. При этом чувствительный элемент консольно закреплен на держателе с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости и последующей периодической фиксацией в рабочем положении. Тензорезисторы через усилитель постоянного тока соединены с многоточечным самописцем.
Недостаток известного устройства - низкая точность измерений. Это
объясняется тем, что сигналы с тен исторов записываются на многоточечный самописец раздельно. По записям этих сигналов судят о величине прогиба конструкции путем сопоставления кривых в процессе чтения результатов измерений, то есть присутствует фактор субъективности, который возрастает при незначительных изменениях деформаций в контролируемом изделии (формы кривых становятся неразличимы).
в основу изобретения поставлена задача повышения точности измерения при мало- и многоцикловых испытаниях.
Технический результат, полученный в результате решения поставленной задачи заключается в том, что устройство для измерения прогиба, состояш,ее из опорной плиты и чувствительного элемента, представляюш,его собой стальную пластину равного сопротивления с наклеенными на
нее сдвух сторон тензисторами, держателя, установленного на опорной плите, стальной марки, жестко укрепленной в контролируемом участке исследуемого объекта, усилителя постоянного тока и самописца, дополнительно снабжено вычитателем, причем вход вычитателя соединен с
тен йсторами, а выход с усилителем постоянного тока. Таким образом на
самописце регистрируется усиленный дифференциальный сигнал с тенэисторов.
В результате повышается точность измерения.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройтсва.
Устройство включает опорную плиту 1 и чувствительный элемент 2,
представляюп ;ий собой стальную пластину равного сопротивления с наклееннуми на нее с двух сторон тензисторами 3, а также держатель 4,
установленный на опорной плите 1 и стальную марку 5, жестко укрепленную в контролируемом участке исследуемого объекта 6 и предназначенную для периодического контакта с чувствительным элементом 2. При этом чувствительный элемент 2 консольно закреплен на держателе 4 с возможностью возвратнопоступательного перемещения в горизонтальной плоскости и последуюп ;ей периодической фиксацией в рабочем положении. Тенжсторы 3 через вычитатель 10 и усилитель постоянного тока 11 соединены с самописцем 12.
Устройство работает следуюш;им образом. Плита датчика 1 устанавливается на неподвижный репер 7, около испытываемой конструкции 6, при этом чувствительный элемент 2, представляющий собой стальную упругую консольную балочку равного сопротивления, должен распола„ , ,
ть
гаться на одной горизонтальной лннии с маркой 5, жестко закренленной на нснытываемой конструкцин 6. До начала измерения чувствительный элемент 2, должен иметь начальный прогиб в направлении перемещения конструкции. При воздействии внешней циклической нагрузки строительная конструкция 6 вместе с маркой 5 будет получать переменный прогиб. При необходимости снятия отсчета чувствительный элемент 2 перемещается горизонтально с помощью микрометрического винта 8, до тех пор, пока не войдет в контакт с маркой 5. При этом деформация чувствительного элемента 2 преобразуется вычитателем 10 в в разность сигналов тен:Й1Сторов 3 и усиливается усилителем постоянного тока 11 в электрический сигнал, регистрируемый самописцем 12. После снятия отсчета чувствительный элемент 2 выводится из соприкосновения с маркой 4.
Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом при испытаниях на мало- и многоцикловую усталость изгибом обеспечивает повышение точности контроля при измерении прогиба.