УНИВЕРСАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТАРИРОВКИ ДАТЧИКОВ ДЛЯ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ
UNIVERSAL SENSOR CALIBRATION DEVICE FOR STATIC TESTS

Изобретение относится к устройствам для тарировки датчиков, а именно, датчиков тензометрических и перемещений для статических испытаний деталей и узлов авиационных газотурбинных двигателей.
Из SU 344259, 07.07.1972 известно устройство для тарировки тензометрических датчиков. Устройство включает чувствительный элемент, на котором размещен тензометрический датчик, средство нагружения в виде неподвижного звена, подвижных звеньев и стопорных винтов, средства измерения.
Из SU 249012, 18.07.1969 известно устройство для тарировки тензодатчика. Устройство включает чувствительный элемент в виде консольной балки с размещенным на ней тензодатчиком, которую подвергают ударному нагружению.
Из SU 1492212, 07.07.1989 известно устройство для тарировки датчика перемещения, включающее чувствительный элемент в виде упругого образца с надрезом, средства измерения и средства нагружения.
В уровне техники не было выявлено устройств, позволяющих одновременно производить тарировку тензометрических датчиков и датчиков перемещений.
Основными недостатком известных решений является возможность тарировки только либо тензометрических датчиков, либо датчиков перемещений.
Задачей предлагаемого изобретения является исключение описанного выше недостатка.
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного устройства, является возможность одновременной тарировки и датчиков перемещений и тензометрических датчиков, а также возможность многоразового использования устройства, что снижает время подготовки и повышает точность результатов проводимых статических испытаний различных деталей в целом.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что универсальное устройство тарировки датчиков для статических испытаний характеризуется тем, что содержит по меньшей мере один тензометрический датчик и один датчик перемещения, подложку, чувствительный элемент, средство измерения и средство нагружения, при этом чувствительный элемент, состоит из основания, соединенного с подложкой с помощью переходного элемента, и, по меньшей мере, одной консольной балки, средство нагружения установлено на подложке с возможностью воздействия на консольную балку чувствительного элемента, а средство измерения содержит устройство подсветки, установленное на подложке, и окуляр с градуировочной шкалой, соединенный с подложкой с помощью средства соединения, при этом чувствительный элемент размещен между устройством подсветки и окуляром, на консольной балке чувствительного элемента вблизи ее основания имеется линия уровня установки по меньшей мере одного тензометрического датчика, при этом по меньшей мере один тензометрический датчик установлен таким образом, что его середина совпадает с упомянутой линией, кроме того, на консольной балке чувствительного элемента имеется метка, размещенная на половине ширины консольной балки на уровне оси окуляра, при этом датчик перемещения установлен над устройством с возможностью измерения перемещения консольной балки чувствительного элемента в метке. Средство нагружения может быть выполнено в виде струбцины с прижимным болтом. Устройство подсветки может быть установлено на подложке посредством кронштейна. Средство соединения подложки и окуляра выполнено в виде вертикальной стенки, перпендикулярной последнему.
Выполнение устройства тарировки из, по меньшей мере, одного тензометрического датчика и одного датчика перемещения, подложки, чувствительного элемента, средства измерения и средства нагружения, при этом выполнение чувствительного элемента из основания, соединенного с подложкой с помощью средства соединения, и, по меньшей мере, одной консольной балки, позволяет обеспечить возможность одновременной тарировки датчиков перемещений и тензометрических датчиков, что снижает время подготовки и повышает точность результатов проводимых статических испытаний различных деталей в целом.
Установка средства нагружения на подложке с возможностью воздействия на консольную балку чувствительного элемента позволяет осуществлять нагружение последнего для создания определенных напряжений в местах установки тензометрических датчиков, а также отклонить чувствительный элемент от нейтрального положения на определенное расстояние, что снижает время подготовки и повышает точность результатов проводимых статических испытаний различных деталей в целом.
Выполнение средства измерения с устройством подсветки, установленном на подложке, и окуляром с градуировочной шкалой, соединенным с подложкой с помощью средства соединения, а также размещение чувствительного элемента между устройством подсветки и окуляром, позволяет контролировать перемещение метки на чувствительном элементе в процессе нагружения и, соответственно, напряжения в местах установки тензометрических датчиков, что снижает время подготовки и повышает точность результатов проводимых статических испытаний различных деталей в целом.
Выполнение на консольной балке чувствительного элемента вблизи ее основания линии уровня установки, по меньшей мере, одного тензометрического датчика, и установка, по меньшей мере, одного тензометрического датчика таким образом, что его середина совпадает с упомянутой линией, позволяет точно знать какие напряжения возникают в чувствительном элементе в месте установки тензометрических датчиков, а именно, в области упомянутой линии, для тарировки упомянутых датчиков, что снижает время подготовки и повышает точность результатов проводимых статических испытаний различных деталей в целом.
Выполнение на консольной балке чувствительного элемента метки, размещенной на половине ширины консольной балки на уровне оси окуляра, а также установка датчика перемещения над устройством с возможностью измерения перемещения консольной балки чувствительного элемента в метке, позволяет точно знать какие перемещения в чувствительном элементе в месте их замера, а именно, в упомянутой метке, для тарировки упомянутого датчика, что снижает время подготовки и повышает точность результатов проводимых статических испытаний различных деталей в целом.
Кроме того, выполнение средства нагружения в виде струбцины с прижимным болтом позволяет обеспечить требуемое положение чувствительного элемента в контролируемой точке под нагрузкой с минимальной погрешностью при тарировке, что повышает точность результатов проводимых статических испытаний различных деталей в целом.
Кроме того, установка устройства подсветки на подложке посредством кронштейна позволяет разместить устройство подсветки как можно ближе к месту оценки положения чувствительного элемента под нагрузкой, что снижает погрешность контроля его положения при тарировке и повышает точность результатов проводимых статических испытаний различных деталей в целом.
Кроме того, выполнение средства соединения подложки и окуляра в виде вертикальной стенки, перпендикулярной последнему, позволяет обеспечить требуемое положение окуляра относительно чувствительного элемента в контролируемой точке под нагрузкой для получения минимальной погрешности при тарировке, что повышает точность результатов проводимых статических испытаний различных деталей в целом.
Сущность настоящего изобретения поясняется чертежами.
На фиг. 1 - представлен вид сверху на заявленное изобретение, на котором для наглядности не показан датчик перемещения.
На фиг. 2 - представлен вид сбоку на заявленное изобретение.
В частном случае реализации универсальное устройство тарировки тензометрических датчиков 1 и датчиков перемещений 2 содержит подложку 3, чувствительный элемент 4, состоящий из основания 5 и консольной балки 6, а также средство измерения 7, средство нагружения 8 (фиг. 2). Последнее установлено на подложке 3 с возможностью воздействия на консольную балку 6 чувствительного элемента 4 таким образом, чтобы последняя изгибалась. Средство измерения 7 содержит устройство подсветки 9, установленное на подложке 3 посредством кронштейна 10, а также окуляр 11 с градуировочной шкалой, установленный на подложке 3 посредством средства соединения 12. В частном случае реализации средство соединения 12 может быть выполнено в виде кронштейна (фиг. 2) или в виде вертикальной стенки. При этом кронштейн 10 и средство соединения 12 обеспечивают требуемое положение чувствительного элемента 4 относительно средства измерения 7 для минимизации погрешности измерений при тарировке тензометрических датчиков 1 и датчиков перемещений 2. Например, трех тензометрических датчиков 1 (фиг. 1) и одного лазерного датчика перемещения 2 (фиг. 2). В частном случае реализации консольная балка 6 расположена между устройством подсветки 9 и окуляром 11, а чувствительный элемент 4 своим основанием 5 соединен с подложкой 3 посредством переходного элемента 13. Три последних жестко зафиксированы друг относительно друга, при этом чувствительный элемент 4 относительно переходного элемента 13 зафиксирован посредством винтов 14. На консольной балке 6 чувствительного элемента 4, вблизи ее основания и с противоположной стороны от подложки 3, нанесена линия 15 уровня установки тензометрических датчиков 1. В области нее точно определены напряжения консольной балки в случае ее изгиба. Поэтому тензометрические датчики 1 устанавливают вдоль консольной балки таким образом, чтобы их середина совпадала с упомянутой линией 15 (фиг. 1). На той же стороне консольной балки 6, в центральной ее части на уровне оси окуляра 11, нанесена метка 16. По ее перемещению в результате изгиба консольной балки 6 проверяют работу датчиков перемещений 2 в процессе тарировки, которые размещаются над меткой 16. Средство нагружения 8 работает по принципу струбцины, то есть содержит охватывающий кронштейн 17, закрепленный на подложке 3, и силовой винт 18. При этом последний расположен поперек чувствительного элемента 4 с возможностью контакта с противоположным от основания 5 концом консольной балки 6 в его середине, чтобы избежать закручивания последней в процессе нагружения и обеспечения ее чистого изгиба. Датчик перемещений 2 устанавливается над меткой 16 независимо от подложки 3 посредством средства крепления 19, например, лабораторного штатива.
Сборка заявленного устройства осуществляется в следующем порядке. По центру на консольную балку 6 устанавливают тензометрический датчик 1 так, чтобы он был ориентирован вдоль последней, а его середина располагалась над линией 15. Закрепляют чувствительный элемент 4 на переходном элементе 13 посредством винтов 14. Лазерный датчик перемещений 2 устанавливается на средстве закрепления 19 так, чтобы его луч светил в метку 16.
При тарировке тензометрический датчик 1 и датчик перемещений 2 подключают к регистрирующей аппаратуре. Включают устройство подсветки 9. Консольную балку 6 изгибают посредством средства нагружения 11 таким образом, чтобы ее поверхность, на которую установлены тензометрические датчики 1 совпадала с делениями градуировочной шкалы окуляра 11 при взгляде в него. Фиксируют показания тарируемых тензометрического датчика 1 и датчика перемещений 2 на соответствующих делениях градуировочной шкалы окуляра 11 для дальнейшего сравнения их с соответствующими известными значениями.
Использование заявленного устройства для одновременной тарировки и датчиков перемещений 2, и тензометрических датчиков 1 позволяет снизить время подготовки и повышает точность результатов проводимых статических испытаний различных деталей в целом.