ДАТЧИК ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Полезная модель относится к измерительным устройствам, отличающимся механическими средствами измерения, более конкретно, к датчикам линейных перемещений.
Для определения механических свойств металлов при статическом нагружении применяются тензометры. Известен тензометр Аистова (Б.А.Авдеев «Испытательные машины и приборы». Машгиз. Москва. 1957 г.) /1/, предназначенный для исследования деформаций у нормальных образцов и деталей при статических испытаниях.
Прибор устанавливается на поверхность испытуемого образца неподвижным ножом и призмой. И прижимается посредством струбцинки. В корпусе прибора имеется отверстие с резьбой, в которое входит микрометрический винт. На микрометрический винт насажен диск, на котором нанесена круговая шкала.
К верхней и нижней части прибора, изолированных друг от друга прокладкой, подведен электрический ток. Во время испытания расстояние между ножом и призмой изменяется под влиянием нагрузки; призма поворачивается на некоторый угол, при этом связанное с ней перо входит в соприкосновение с острием винта. В момент контакта замыкается электрическая цепь, что отмечается электрическим сигналом.
Базу тензометра можно изменять от 20 до 50 мм путем перемещения ножа вдоль основания корпуса.
Недостатком прибора является то, что предельная величина измеряемой деформации составляет 1,0 мм.
Наиболее близким к предлагаемому является «Датчик деформации для определения относительного удлинения образца» (патент на полезную модель №58690, опубл. 27.11.2006) 111. Датчик деформации представляет собой конструкцию, состоящую из двух узлов: неподвижного и подвижного. На неподвижном узле закреплена измерительная головка растрового преобразователя перемещения так, что подвижный шток преобразователя перемещения размещается внутри полого цилиндра. Стержень имеет возможность перемещаться внутри полого цилиндра. Оба узла (подвижный и неподвижный) позволяют крепить датчик деформации к испытываемому образцу посредством винтов. Штифтом в полом цилиндре фиксируется величина измеряемой деформации.
Недостатком ближайшего аналога является недостаточная точность измерения деформации испытываемых образцов.
Целью заявляемой полезной модели является повышение точности и расширение диапазона измерения деформации испытываемых образцов.
Указанная цель достигается тем, что в датчике линейных перемещений, размещенном на неподвижном кронштейне, содержащем сердечник, расположенный в отверстии датчика перемещения, упор сердечника, подвижный жесткий кронштейн, соединенный с подвижным захватом испытательной машины, на подвижном жестком кронштейне установлена тяга, свободно перемещающаяся в полой части сердечника, установленного с помощью упора на неподвижном кронштейне, а на верхнем конце тяги размещена цанга, в задачу которой входит регулирование необходимой высоты испытуемого образца и фиксация сердечника на тяге для проведения испытаний.
Заявляемое устройство представлено на рисунке.
На представленном рисунке показан датчик линейных перемещений при работе испытательной машины.
Схема включает силовой гидроцилиндр 1, траверсу 2, подвижный захват 3, испытываемый образец 4, неподвижный захват 5, датчик силы 6, основание 7, подвижный жесткий кронштейн 8, тягу 9, цангу 10, сердечник 11, упор 12 сердечника, неподвижный кронштейн 13, датчик перемещения 14.
Работа датчика линейных перемещений в составе испытательной машины заключается в следующем.
Рабочая жидкость от установки насосной (на рисунке не показана) поступает в силовой гидроцилиндр 1, который перемещает подвижный захват 3 при испытании образца 4, установленного между подвижным 3 и неподвижным 5 захватами. С подвижным захватом 3 жестко соединен подвижный жесткий кронштейн 8, на котором установлена тяга 9. При открытой цанге 10 тяга 9 свободно перемещается в полой части сердечника 11, установленного с помощью упора 12 на неподвижном кронштейне 13.
Перед испытаниями сердечник 11 находится в исходном нулевом положении в отверстии датчика перемещения 14, закрепленного на неподвижном кронштейне 13.
После установки и закрепления испытуемого образца 4 сердечник фиксируется с помощью цанги 10 на тяге 9, т.е. жестко соединяется с подвижным захватом 3.
При приложении растягивающей нагрузки к испытываемому образцу 4 с помощью силового гидроцилиндра 1, размещенного на траверсе 2, происходит деформация образца 4, которая фиксируется через подвижный кронштейн 8, тягу 9, цангу 10 и сердечник 11.
Величины прикладываемых нагрузок фиксируются с помощью датчика силы 6.
Нижняя часть датчика линейных перемещений всегда на нуле.
С помощью цанги 10, соединенной с полой тягой 9, происходит регулирование необходимой высоты испытуемого образца.
Предлагаемая конструкция позволяет проводить испытания любых размеров по длине образцов, устанавливая предварительно перед испытанием «ноль» на шкале.
К преимуществам предлагаемой конструкции следует отнести:
1. Данный линейный датчик перемещения может крепиться к подвижной и неподвижной части испытательной машины, но и непосредственно к испытуемому образцу.
2. Ввиду того, что датчик всегда обнулен, это позволяет определить величину измеряемой деформации в любой части испытуемого образца.
3. Данный датчик линейных перемещений дает возможность проводить испытания образцов вплоть до разрушения.
Предлагаемая конструкция значительно повышает точность и расширяет диапазон измерения деформации испытываемых образцов. В конечном итоге - это упрощение конструкции.
Во многих случаях в практике нет необходимости в применении дорогостоящих датчиков деформации.
Использованные источники:
1. Тензометр Аистова. Б.А.Авдеев «Испытательные машины и приборы». Машгиз. Москва. 1957 г.
2. Датчик деформации для определения относительного удлинения образца. Патент на полезную модель №58690, опубл. 27.11.2006.