RU1835046C - Способ градуировки тензорезисторов при низких температурах и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано при испытани х средств измерени  деформации , Сущность: тензорезисторы устанавлиИзобретение относитс  к испытательной технике, а именно к технике градуировки тензорезисторов при низких температурах, и может быть использовано при испытани х средств измерени  деформаций . Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет обеспечени  градуивают на чувствительный элемент, прикладывают к нему усилие раст жени  в направлении продольной оси, измер ют выходной сигнал тензорезисторов и соответствующую ему деформацию чувствительного элемента и по измеренным величинам производ т градуировку тензорезисторов. Устройство содержит корпус, размещенные в нем криостат с жестко закрепленной пассивной т гой и чувствительным элементом, внешн   поверхность которого предназначена дл  закреплени  градуируемых тензорезисторов , а один из концов св зан с пассивной т гой, механизм нагружени  с активной т гой, соединенной с другим концом чувствительного элемента, и отсчетный узел. Устройство снабжено шлицевой втулкой , установленной на торце пассивной т ги с возможностью поворота относительно ее оси, шлицевым валом, установленным во втулке коаксиально ей с возможностью перемещени  вдоль ее оси и поворота относительно оси, гибким тросом, намотанным на шлицевую втулку, и гир ми, предназначенными дл  поочередного взаимодействи  с соответствующим концом троса, а механизм нагружени  и активна  т га шарнирно соединены с соответствующими торцами шлицевого вала. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. ровки тензорезисторов не только при раст жении , но и сжатии, Поставленна  цель достигаетс  тем, что тензорезисторы устанавливают на чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндрической трубки посто нного сечени , прикладывают к чувствительному элементу усилие раст жени  в направлении его просл g о со

Description

дольной оси, измер ют выходной сигнал тензорезисторов,соответствующую ему деформацию чувствительного элемента и по измеренным величинам производ т градуировку тензорезисторов, причем испытуемые тензорезисторы устанавливают под углом к продольной оси чувствительного элемента, на который параллельно его продольной оси устанавливают дополнительно контрольные тензорезисторы с известной чувствительностью, после приложени  усили  раст жени  измер ют выходной сигнал контрольных тензорезисторов, после чего закручивают чувствительный элемент поочередно в противоположные стороны и создают в нем угловую деформацию разного .знака, измер ют выходной сигнал тензорезисторов и соответствующую ему угловую деформацию чувствительного элемента в направлении главной оси тензорезистора а градуировку тензорезиеторов производ т с учетом измеренных величин.

Описам ный способ реализуетс  с помощью устройства, содержащего корпус, размещенные в нем криостат с жестко закрепленной пассивной т гой, установленный в криостате .чувствительный элемент, внешн   поверхность которого предназначена дл  закреплени  градуируемых тензорезисторов , а один из концов соединен с пассивной т гой, механизм нагружени  с активной т гой, соединенной с другим концом чувствительного элемента, и отсчетный узел дл  измерени  выходного сигнала тен- зорезксторов, при этом механизм нагруже- ним снабжен шлмцевой .втулкой, установленной на торце пассивной т ги с возможностью поворота относительно ее оси, шлицевым валом, установленным во втулке коаксиально ей с возможностью перемещени  вдоль ее оси и поворота относительно оси, гибким тросом, намотанным на шлицевую втулку, и гир ми, предназначенными дл  поочередного взаимодействи  с соответствующим концом троса, а механизм нзфуженм  и активна  т га шарнирно соединены с соответствующими торцами шлицевого вала. .

Сущность способа состоит в том, что градуируемые тензорезисторы устанавливают на чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндрической трубки посто нного сечени  по типу образцов дл  механических испытаний материалов, например , с резьбовыми головками по ГОСТ 22706-77 (Металлы. Метод испытани  на раст жение при температурах (-100) -- (- 269)°С) под углом к продольной оси его. Наиболее оптимальным углом наклона тензорезисторов  вл етс  угол, равный 45°. При

этом в сечени х чувствительного элемента, расположенных под этим углом, при закручивании последнего создаетс  напр женное состо ние чистого сдвига, т.е.

возникают только нормальные напр жени  разного знака, а касательные напр жени  отсутствуют, Затем устанавливают на чувствительном элементе контрольные тензорезисторы в направлении, параллельном оси

чувствительного элемента и создают начальную линейную деформацию его посредством приложени  раст гивающей осевой нагрузки. Измер ют указанную линейную деформацию контрольным тензорезистором . Создание начальной линейной деформации обеспечивает устранение зазоров в силовых т гах и захватах (в силовой цепи). Далее закручивают чувствительный элемент поочередно в одну и другую стс-роны. При

этбм в направлении главных осей испытуемых тензорезисторов создаетс  деформа1- ци  раст жени  или сжати  в зависимости от направлени  вращени . При закручивании измер ют выходной сигнал тензорезисторов и соответствующую ему угловую деформацию -чувствительного элемента, а градуировку тензорезисторов производ т с учетом всех измеренных величин.

На чертеже показано устройство, с помощью которого реализуетс  описанный способ.

Устройство содержит корпус 1, в котором размещен криостат 2 с жестко закрепленной пассивной т гой 3 в виде опорной

.трубы, установленный в криостате чувствительный элемент 4, на внешней поверхности которого установлены тензорезисторы 5, а один из концов которого св зан с пассивной т гой, механизм нагружени  с активной силовой т гой 6, соединенной с.другим концом чувствительного элемента, и отсчетный узел (не показан), регистрирующий выходной сигнал тензорезисторов.

Механизм нагружени  снабжен шлицевой втулкой 7, установленной на торце пассивной т ги с возможностью поворота относительно ее оси посредством упорного подшипника 8, шлицевым валом 9, установленным во втулке коаксиально ей с зозмож

ностью перемещени  вдоль ее оси и

поворота относительно оси, гибким тросом 10, намотанным на шлицевую втулку, и гир ми 11 и 12, которые предназначены дл  поочередного взаимодействи  с соответст- 5 вующим концом троса через ролики 13 и 14. Механизм нагружени  шарнирно св зан с активной силовой т гой. Гири накладывают на грузоприемные площадки 15 и 16. Вес гирь Q создает на чувствительном элементе крут щий момент правого или левого направлени  - в зависимости от того, на какую грузоприемную площадку накладывают гири .

Дл  герметизации внутренней полости пассивной силовой т ги предусмотрено вакуумное уплотнение 17, позвол ющее передавать как линейные, так и угловые перемещени  активной т ги, Чувствительный элемент св зан с пассивной т гой шарнирами 18 и 19. Дл  присоединени  проводов от тензорезисторов к отсчетному узлу криостат снабжен герметичным вакуумным разьемом 20. Осева  нагрузке создаетс  электродвигателем 21.

Устройство работает следующим образом . Предварительно производ т монтаж электрической цепи тензорезисторов, наличие цепи и работоспособность тензорезисторов провер ют электрическим прибором, например, омметром. Чувствительный элемент с установленными на его внешней поверхности в пределах измерительной базы (расчетной длины) тензорези- сторами (градуируемые - не менее 10 шт., под углом (45 ± 1}° к оси чувствительного элемента, контрольные - не менее 2 шт. - параллельно оси чувствительного элемента) подсоедин ют к смлоэым т гам и опускают вместе с этими т гами в криостат, Внутреннюю полость пассивной силовой т ги пред- варительно вакуумируют с помощью вакуумного насоса и заполн ют газообразным гелием. Затем криостат .заполн ют необходимым хладагентом в зависимости от заданной температуры испытаний, например , жидким азотом или жидким гелием или их парожидкостными смес ми.

После достижени  необходимой заданной температуры, контролируемой термометром , установленнымна чувствительном элементе, начинают его нагружение осевой нагрузкой. При включении электродвигател  активна  т га перемещаетс  вверх, деформиру  чувствительный элемент. После достижени  необходимой заданной линейной деформации, измер емой контрольными тензорезисторами, электродвигатель выключают. Дл  создани  крут щего момента на чувствительном элементе последовательно устанавливают на грузоприемную площадку гири. При этом трос перемещаетс  вниз и поворачивает шлицевую втулку. Испытуемые тензорезисторы получают при этом в направлении своих главных осей линейную деформацию раст жени -сжати  (в зависимости от направлени  вращени ). Упорный подшипник 8, передава  осевую нагрузку от электродвигател , в тоже врем  допускает свободное угловое перемещение шлицевого вала 9. Поэтому при закручивании чувствительного элемента крут щий момент не передаетс  на электродвигатель. Аналогично, осева  нагрузка от механизма нагружени  не передаетс  на шлицевую 5 втулку за счет того, что шлицевое соединение допускает свободное линейное перемещение шлицевого вала 9 относительно шлицевой втулки 7.

После проведени  измерений в одном

0 направлении снимают rVipw 11 и устанавливают гири 12 на грузоподьемную площадку 16. При этом на чувствительном элементе создаетс  углова  деформаци  обратного знака Те испытуемые тензорезисторы, ко5 торые работают на раст жение при закручивании чувствительного элемента вправо, при закручивании чувствительного элемента влево работают на сжатие.

Claims (2)

1. 01. Способ градуировки тензорезисторов

   при низких температурах, заключающийс  втом, что тензорезисторы устанавливают на чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндрической трубки посто нного

   5 сечени , прикладывают к чувствительному элементу усилие раст жени  в направлении его продольной оси, измер ют выходной сигнал тензорезисторов и соответствующую ему деформацию чувствительного эле0 мента и по измеренньГм величинам производ т градуировку тензорезисторов, о т л и ч -а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности за счет обеспечени  градуировки тензорезисторов не только при

   5 раст жении, но и при сжатии, тензорезисторы устанавливают под углом к продольной оси чувствительного элемента, на который параллельно его продольной оси устанавливают дополнительно контрольные тензоре0 зисторы с известной чувствительностью, после приложени  усили  раст жени  измер ют выходной сигнал контрольных тензорезисторов , после чего закручивают чувствительный элемент поочередно в про5 тивоположные стороны и создают в нем угловую деформацию разного знака, измер ют выходной сигнал тензорезисторов и соответствующую ему деформацию . чувствительного элемента в направлении

   0 главной оси тензорззистора, а градуировку тензорезисторов производ т с учетом всех измеренных величин.
2. 2. Устройство дл  градуировки тензорезисторов при низких температурах, содер5 жащее корпус, размещенные в нем криостат с жестко закрепленной пассивной т гой, установленный в криостате чувствительный элемент, внешн   поверхность которого предназначена дл  закреплени  градуируемых текзорезисторов, а один из концов соединен с пассивной т гой, механизм нагру- жени  с активной т гой, соединенной с другим концом чувствительного элемента, и отсчетный узел, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности за счет обеспечени  градуировки тензорезисторов не только при раст жении, но и при сжатии, оно снабжено шлицевой втулкой, установленной на торце пассивной т ги с возможностью поворота относительно ее оси.

   0

   шлицевым валом, установленным во втулке коаксиально ей с возможностью перемещени  вдоль ее оси и поворота относительно оси. гибким тросом намотанным на шлице- вую втулку, и гир ми, предназначенными дл  поочередного взаимодействи  с соответствующим концом троса, а механизм на- гружени  и активна  т га шарнирно соединены с соответствующими торцами шлицевого вала.

   з