Устройство для градуировки тензометров

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для градуировки тензометров, используемых при измерении малых перемещений и деформаций. Цель изобретения - повышение точности градуировки тензометров малых перемещений. Устройство содержит опорную плиту 1 с установленными на ней подвижной 3 и неподвижной 2 опорами, причем подвижная опора перемещается относительно неподвижной на известное расстояние, воспроизводимое с помощью термодеформируемого стержня 5, нагреваемого до требуемой температуры с помощью блока терморегулирования. Задаваемое перемещение воспроизводится с высокой точностью и повторяемостью. 1 ил.

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪ Блин (51) 5 С 01 Ь 25/00

:В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И СЛИРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР.(21) 4456643/24-10 (22) 01. 07. 88 (46) 23Л2 90. Бюл. К 7 (71) Харьковский .авиационный институт им. И.ЕЛуковского (72) В.В.Бондаренко, З.Т.Лукашева и А.И.Науменко (53) 536.781 (088.8) (56) Авторское свидетельство CCCP

Р 1281942, кл. C 01 L 25/00, 1987.

Горб И.П. и др, Приспособления и устройства для исследования механических свойств материалов. - Киев:

Наукова думка, 1973, с. 28. (54) устРойство для ГРЧьиРовки TEH"

ЗОИЕТРОВ (57) Изобретение относится к измери.SU 1545123 А 1

2 тельной технике и предназначено для градуировки тензометров, используемых при измерении малых перемещений и деформаций. Цель изобретения - повышение точности градуировки тензометров малых перемещений. Устройство содержит опорную плиту 1 с установленными на ней подвижной 3 и неподвижной 2 опорами, причем подвижная опора перемещается относительно неподвижной на известное расстояние, воспроизводимое с помощью термодеформируемого стержня

5, нагреваемого до требуемой " емпературы с помощью блока терморегулирования. Задаваемое перемещение воспроизводится с высокой точностью и повторяемостью. 1 ил.

1545123

Изобретение относится к измеритель>«<>й технике и предназначено для градуировки тензометров.

Целью изобретения является повыше5 ние точности градуировки тензометров малых перемещений.

На чертеже показано предлагаемое у<.тройство.

Устройство для градуировки тензом@тров содержит опорную плиту I с у<>тановленными на ней неподвижной 2 и подвижной 3 опорами. Для снижения т ения между опорной плитой 1 и подв жной опорой 3 последняя установлена на шариками 4. Термодеформируемый с> ержень 5, выполненный в виде трубы, одним концом закреплен через первую т плоизолирующую прокладку 6 на стойкд 7, установленной неподвижно на о< орной плите 1, а второй конец стержнй 5 через вторую теплоизолирующую прокладку 8 и соединительную штангу

9 связан с подвижной опорой 3. На термодеформируемом стержне 5 размещен 2 нагревательный элемент 10, соединеннь>й с выходом терморегулятора 11, а к измерительному входу терморегулятора

1) подсоединены выходы датчиков 12 температурь<. Часть датчиков 12 темпе30 р4туры размещена во внутренней полости термодеформируемого стержня 5, а остальные датчики 12 температуры расположены под защитным ко>«ухом 13, з крываю<цим термодеформируемый стерж< нь 5. Градуируемый тензометр 14 размещается с помощью своих опор 15 н < подвижной 3 и неподвижной 2 опорах устройства .

Устройство работает следующим об40 р1зом.

Термодеформируемый стержень 5 устр<>йства выполнен из материала с большим тепловым коэффициентом линейного 45 расширения, например из цинка. Задавая значения температуры нагрева стержня 5, можно получить различные значения приращения его длины. По" скольку геометрические размеры стержня 5 и материал, из которого он изготовлен, известны, то пог<учаемь<е при"ращения <1 длины при его нагреве могут быть рассчитаны по формуле

51 - @15t, где <у, - тепловой коэффициент линейного расширения;

1 - длина стержня при начальной температуре;

- приращение температуры относительно начальной.

Установив градуируемый тензометр

14 на неподвижную 2 и подвижную 3 опоры устройства, приводят в исходное состояние его отсчетное устройство и устанавливают начальную температуру стер>ння 5. Температура термодеформируемого стержня 5, соответствующая началу отсчета перемещений, выбирается на 3-5ОС выше температуры окружаю" щей среды. Поскольку между приращением длины термодеформируемого стержня

5 и его температурой существует пропорциональная зависимость, то шкала терморегулятора 11 может быть проградуирована непосредственно в единицах перемещения °

В блоке терморегулятора 11 устанавливают значение задаваемого перемещения. На нагревательный элемент 10 с блока терморегулятора 11 подают соответствующее напряжение. В резуль" тате этого происходят разогрев стерж" ня 5 и его тепловое удлинение, которое передается через теплоизолирующую прокладку 8 и соединительную штангу

9 подвижной опоре 3. Для ттго, чтобы снизить влияние теплового удлинения соединительной штанги 9 на точность задания перемещений, штанга выполнена из материала с низким тепловым коэффициентом линейного расширения, нап! ример из инвара.

Переме<:,ению годвижной опоры 3, воспроизводимому устройством, соответствует определенное значение температуры термодеформируемого стерж" ня 5. Как только измеряемые датчиками

12 текущие значения температуры внутри термодеформируемого стержня 5 и под защитным кожухом 13 достигают допустимой разности, величина напряжения,, подаваемого на нагревательный элемент 10, уменьшается и разогрев стер>ння 5 прекращается. После этого в блоке терморегулятора 11 вырабатывается сигнал, означающий,, что заданное перемещение отработано, С целью стабилизации теплового режима стержня 5 он изолирован от окружающей среды и других частей устройства с помощью двух теплоизолирующих прокладок б и 8 и защитного кожуха 13.

Таким образом, градуируемый тензометр 14 воспринимает перемещение ш

Приведенный цикл задания перемеще- M ний легко автоматизируется. о

Обеспечить равномерный нагрев н стержня 5 и ускорить процесс нагрева P можно также путем использования самого стержня 5 в качестве нагреватель- 40 ного элемента. Для этого теплоизоли" рующие прокладки 6 и,8 выбираются ш одновременно и электроизолирующими, н например, если изготовить их из керамических материалов (Фарфора). Тог- 4g да напряжение от терморегулятора 11 р подводится к противоположным торцам A стержня 5, в результате чего стержень р быстро и равномерно нагревается . Та- т кую конструкцию нагревателя удобно 50 щ использовать при достаточно мощном Ф

Составитель В. Годзиков

Реда ктор И. Горная Техред H. Дидык

Корректор,С.Шекмар

Заказ 487 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж -35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

1545 подвижной опоры 3 относительно непод" вижной опоры 2.

Для уменьшения времени установления заданной температуры стержня 5, его выполняют тонкостенным, а момент достижения заданной температуры нагрева определяют по стабилизации выходных сигналов датчиков температуры, т.е. терморегулятор 11, нагревательный элемент 10 и датчики 12 температуры составляют схему автоматического -регулирования температуры. При необходимости контроля плавности изменения показаний градуируемого тензометра 14 достаточно установить конечное значение требуемого возрастающего переме-. щения (соответственно конечное значение температуры нагрева) и фиксировать показания тензометра 14 по дости-20 жению. выходным сигналом датчика 12 температуры значений, задаваемых в реперных точках.

После достижения наибольшего заданного значения перемещения терморегу- 25 лятор отключается и устройство переводится в режим охлаждения, для чего открываются вентиляционные отверстия в кожухе 13, а момент достижения убывающего перемещения, за;:,аваемого в реперной точке, отмечается по выходному сигналу датчика 12 температуры.

123 6 терморегуляторе, обеспечивающем большие токи нагрузки.

Таким образом, реализуя цикл нагрева - охлаждения термодеформируемого стержня 5, плавно воспроизводят требуемые, перемещения подвижной опоры 3 относительно неподвижной опоры

2 для градуировки тензометра 14.

Устройство обеспечивает плавность создания задаваемых перемещений, отсутствие гистереэиса и релаксации при задании увеличивающихся и уменьшающихся перемещений, чем обеспечиваются высокая повторяемость воспроизводимых перемещений, высокая разрешающая способность задания перемещений (около 0,2 мкм) и возможность автоматизации процесса градуировки, что приводит к повышению точности градуировки тензометров.

Формула изобретения

Устройство для градуировки тензометров, содержащее опорную плиту с установленными на ней неподвижной и подвижной опорами, на которых закрепляется градуируемый тензометр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности градуиров" ки тензометров, в него введены термодеформируемый стержень с нагреватель-, ным элементом и двумя теплоизолирую" щими прокладками, соединительная танга, защитный кожух, стойка и терорегулятор с датчиками температуры, дин конец термодеф9рмируемого стержя закреплен через первую теплоизолиующую прокладку на стойке, жестко акрепленной на опорной плите, а друой конец стержня через вторую теплозолирующую прокладку и соединительную тангу соединен с подвижной опорой, а термодеформируемом стержне размещен агревательный элемент, соединенный выходом терморегулятора, а с измеительным входом терморегулятора соеинены выходы датчиков температуры, азмещенных во внутренней полости ермодеформируемого стержня и под заитным кожухом, закрывающим термодеормируемый стержень. ский