RU2065590C1 - Датчик давления песчаного грунта - Google Patents
Датчик давления песчаного грунта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065590C1 RU2065590C1 RU93029174A RU93029174A RU2065590C1 RU 2065590 C1 RU2065590 C1 RU 2065590C1 RU 93029174 A RU93029174 A RU 93029174A RU 93029174 A RU93029174 A RU 93029174A RU 2065590 C1 RU2065590 C1 RU 2065590C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spring
- deformation
- sensor
- measurement
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
Использование: в измерительной технике для измерения давления в сыпучих средах, преимущественно в песке. Сущность изобретения: датчик содержит цилиндрический корпус 1 с дном, внутри которого установлены измерительные балочки 4 с тензорезисторами 6 и жесткий диск 2 с опорами 3, контактирующими с измерительными балочками. Введение упругого элемента 5, выполненного в виде двух тарельчатых пружин, соединенных вместе своими меньшими основаниями, повышает точность измерений. Деформации пружин выбраны из соотношения λ2/λ1 = 2,8,, где λ1- деформация первой пружины, контактирующей с дном, длина волны 2, λ2- деформация второй пружины, контактирующей с жестким диском. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения давления в сыпучих средах, преимущественно в песке.
Известен датчик для измерения давлений в сыпучих материалах с помощью тензорезисторов, у которого согласование деформационных свойств с измеряемой средой осуществляется путем соответствующего подбора материала и числа канавок в корпусе (см. патент США N 4092856, кл. 73/141A, опубл. 6.06.78) [1]
К недостаткам этого датчика относится то, что он обладает низкой чувствительностью, так как тензорезисторы устанавливаются на кольцевых выступах, деформация которых мала. Согласно описанию патента датчик измеряет давление в диапазоне килобар (1 бар 1,02 кгс/см2), для измерения же меньших давлений этот датчик не пригоден.
К недостаткам этого датчика относится то, что он обладает низкой чувствительностью, так как тензорезисторы устанавливаются на кольцевых выступах, деформация которых мала. Согласно описанию патента датчик измеряет давление в диапазоне килобар (1 бар 1,02 кгс/см2), для измерения же меньших давлений этот датчик не пригоден.
Известен также прибор для измерения напряжений в массиве грунта, выбранный в качестве прототипа, содержащий корпус, жесткий диск с опорами и измерительные приспособления, выполненные в виде балочки (см. а.с. N 212584) [2]
Недостатком этого прибора является то, что различие в модулях деформируемости прибора Eп и окружающей среды Eг приводит к увеличению давления на прибор, если Eп > Eг, или к уменьшению при Eп < Eг.
Недостатком этого прибора является то, что различие в модулях деформируемости прибора Eп и окружающей среды Eг приводит к увеличению давления на прибор, если Eп > Eг, или к уменьшению при Eп < Eг.
Увеличение давления при Eп > Eг объясняется тем, что под влиянием давления окружающая среда сжимается, деформация датчика, обладающего меньшей сжимаемостью, отстает от деформации среды. Датчик как бы выступает, возвышается относительно проведенной в окружающей среде условной плоскости, которая до нагрузки совпадала с верхней контактной поверхностью датчика. На эту выступающую поверхность передается большее давление, чем на окружающую датчик среду.
При Eп < Eг, т.е. при применении датчиков со сравнительно гибкой мембраной, уменьшение давления объясняется тем, что под давлением мембрана прогибается сильнее, чем окружающая среда (арочный эффект).
Невозможность точно оценить, а затем и полностью исключить из результатов измерений получаемую систематическую погрешность приводит к тому, что измеренные данные остаются искаженными неучтенной и вследствие этого неисключенной частью методической погрешности. Поэтому для уменьшения ошибки измерения упругие свойства датчика должны всемерно приближаться к деформационным свойствам замещенного им грунта.
Поскольку сделать универсальный датчик (на все случаи жизни) сложно, целесообразно сделать деформационные характеристики датчика индентичными деформационным характеристикам среды, наиболее часто встречающейся в практике измерений. Как правило, в качестве такой среды используется сухой песок.
На фиг. 1 приведено изменение модуля деформации песка, заимствованного из опытов Г. Е. Лазебника (см. Методика определения в массиве грунта при опытах в лабораторных и в натуральных условиях. Отчет НИИ строительных конструкций Госстроя СССР, N гос. рег. 70027561, 1969, с. 24). Как видно из кривой, деформационные характеристики среды имеют два участка с деформациями λ1 и λ2, их соотношение составляет λ2/λ1 = 2,8. Такого же изменения характеристик датчика можно добиться, если применить в качестве преобразователя упругий элемент с переменной деформативностью (жесткостью).
Цель изобретения повышение точности измерения.
Поставленная цель достигается тем, что в датчик, имеющий корпус, жесткий диск с опорами и измерительные балочки, введен упругий элемент в виде двух тарельчатых пружин, соединенных вместе своими меньшими основаниями, пружины расположены по оси симметрии корпуса между двумя измерительными балочками, первая пружина контактирует с дном корпуса, а вторая пружина с жестким диском, при этом деформации пружин выбраны из соотношения:
λ2/λ1 = 2,8,
где λ1- деформация первой пружины;
λ2- деформация второй пружины.
λ2/λ1 = 2,8,
где λ1- деформация первой пружины;
λ2- деформация второй пружины.
На фиг.2 показан общий вид датчика в разрезе.
Датчик включает в себя цилиндрический корпус 1 с дном, жесткий диск 2 с опорами 3. Между двумя измерительными балочками 4 по оси симметрии корпуса расположен упругий элемент 5, выполненный в виде двух тарельчатых пружин, соединенных вместе своими меньшими основаниями. Первая пружина контактирует с дном корпуса, а вторая с жестким диском. На измерительные балочки 4 наклеены тензорезисторы 6.
Датчик работает следующим образом. Регистрирующим прибором снимают нулевой отсчет, после чего устанавливают датчик в песчаный грунт. Жесткий диск, воспринимающий нагрузку, изгибает измерительные балочки, тем самым изменяя сопротивление тензорезисторов. Давление датчика определяется по градуировочной кривой.
Использование упругого элемента, имеющего такие же деформационные характеристики, что и окружающая среда, позволяет свести к минимуму методические погрешности измерения, в результате чего увеличиваются точность и достоверность измерения.
Claims (1)
- Датчик давления песчаного грунта, содержащий цилиндрический корпус с дном, внутри которого установлены измерительные балочки с тензорезисторами и жесткий диск с опорами, контактирующими с измерительными балочками, отличающийся тем, что в него введен упругий элемент, выполненный в виде двух тарельчатых пружин, соединенных вместе своими меньшими основаниями, пружины расположены по оси симметрии корпуса между двумя измерительными балочками, первая пружина контактирует с дном корпуса, а вторая пружина с жестким диском, при этом деформации пружин выбраны из соотношения
где λ1- деформация первой пружины;
λ2- деформация второй пружины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93029174A RU2065590C1 (ru) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | Датчик давления песчаного грунта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93029174A RU2065590C1 (ru) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | Датчик давления песчаного грунта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93029174A RU93029174A (ru) | 1995-10-27 |
RU2065590C1 true RU2065590C1 (ru) | 1996-08-20 |
Family
ID=20142579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93029174A RU2065590C1 (ru) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | Датчик давления песчаного грунта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2065590C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598692C1 (ru) * | 2015-04-23 | 2016-09-27 | Виталий Семёнович Пункевич | Датчик давления фундаментной плиты на грунт |
RU204257U1 (ru) * | 2019-12-12 | 2021-05-17 | Роман Витальевич Пункевич | Датчик давления фундаментной плиты на грунт |
-
1993
- 1993-05-27 RU RU93029174A patent/RU2065590C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент США N 4092856. кл. 43/141 А, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР N 212584, кл. G 01 L 1/04, 1966. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598692C1 (ru) * | 2015-04-23 | 2016-09-27 | Виталий Семёнович Пункевич | Датчик давления фундаментной плиты на грунт |
RU204257U1 (ru) * | 2019-12-12 | 2021-05-17 | Роман Витальевич Пункевич | Датчик давления фундаментной плиты на грунт |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cuccovillo et al. | The measurement of local axial strains in triaxial tests using LVDTs | |
AU2017346318B2 (en) | Probe for determining soil properties | |
US5230250A (en) | Capacitor and pressure transducer | |
US5168419A (en) | Capacitor and pressure transducer | |
US20200181864A1 (en) | Effective stress cell for direct measurement of effective stress in saturated soil | |
US7612886B2 (en) | Fiber-optic seismic sensor | |
US4878385A (en) | Differential pressure sensing apparatus | |
US5115680A (en) | Displacement sensor with mechanical preamplification means | |
EP0593676A1 (en) | Method and apparatus for measurement of forces and pressures using tensioned bellows | |
US5113707A (en) | Three-dimensional strain monitor for rock boreholes | |
Chen et al. | New fiber Bragg grating (FBG)-based device for measuring small and large radial strains in triaxial apparatus | |
RU2065590C1 (ru) | Датчик давления песчаного грунта | |
CA1319838C (en) | Pressure transducer | |
EP0535787A1 (en) | Dual capacitor device for measurement purposes | |
US3978722A (en) | Dynamometer for anchors in building constructions | |
US4155265A (en) | Interface shear transducer | |
US3813929A (en) | Resonant footing test apparatus | |
SU874867A1 (ru) | Устройство дл определени деформации оползневых слоев массива грунта | |
Dawson et al. | Assessment of on-sample instrumentation for repeated load triaxial tests | |
RU2025559C1 (ru) | Устройство для комплексного зондирования грунтов | |
SU561887A1 (ru) | Датчик давлени | |
SU459699A1 (ru) | Тензорезистивный преобразователь разности давлений | |
RU2806404C1 (ru) | Способ определения упругих постоянных разномодульного материала | |
RU2222788C2 (ru) | Датчик для измерения виброперемещений | |
Gookin et al. | Development of cyclic triaxial apparatus with broad frequency and strain ranges |