RU49614U1

RU49614U1 - ELECTROMECHANICAL INDICATOR OF MOVEMENT EIP-2

Info

Publication number: RU49614U1
Application number: RU2005118487/22U
Authority: RU
Inventors: В.С. Плевков; К.В. Калачев; А.В. Плевков; Г.И. Однокопылов
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2005-11-27

Abstract

Полезная модель может быть использована для измерения перемещений при статических испытаниях строительных конструкций и для оценки микродинамических воздействий на строительные конструкции, преимущественно в труднодоступных для визуального наблюдения местах. ЭИП-2 содержит корпус, в отверстиях которого в диаметральном направлении закреплены гильзы. В гильзах с возможностью перемещения установлен измерительный стержень с наконечником, кинематически связанный со стрелкой на лицевой стороне индикатора. Измерительный стержень закреплен в корпусе индикатора на пружинодержателе. На обратной стороне корпуса индикатора жестко закреплена электромеханическая приставка из твердого электроизоляционного материала. Внутри приставки параллельно измерительному стержню установлена металлическая пластинка с наклеенными тензодатчиками, выводы которых проходят через отверстия в корпусе приставки. Одним концом металлическая пластинка впаяна в корпус приставки, а другим кинематически соединена с измерительным стержнем либо посредством тяги, проходящей через блок натяжения, закрепленный внутри приставки на ее корпусе, либо через клиновидный элемент, который жестко смонтирован на измерительном стержне и своей скошенной гранью соприкасающийся со свободным концом металлической пластинки. Прибор позволяет автоматизировать сбор и обработку информации, при этом расположение всех элементов внутри ЭИП-2 обеспечивает их защиту от неблагоприятных внешних воздействий, таких как влага, пыль, тем самым исключить ошибки показаний прибора и повысить точность измерений.The utility model can be used to measure displacements during static tests of building structures and to assess microdynamic effects on building structures, mainly in places that are difficult to access for visual observation. EIP-2 contains a housing, in the openings of which sleeves are fixed in the diametrical direction. In the sleeves with the ability to move installed measuring rod with a tip, kinematically connected with the arrow on the front side of the indicator. The measuring rod is fixed in the indicator housing on the spring holder. An electromechanical prefix made of solid electrical insulating material is rigidly fixed on the back of the indicator housing. Inside the device, a metal plate with glued strain gauges, the terminals of which pass through the holes in the device’s case, is installed parallel to the measuring rod. At one end, the metal plate is soldered into the set-top box body, and the other is kinematically connected to the measuring rod either by means of a rod passing through the tension unit fixed inside the set-top box on its case, or through a wedge-shaped element that is rigidly mounted on the measuring rod and with its beveled face in contact with the free end of the metal plate. The device allows you to automate the collection and processing of information, while the location of all elements inside the EIP-2 ensures their protection from adverse external influences, such as moisture, dust, thereby eliminating errors in the readings of the device and increasing the accuracy of measurements.

Description

Полезная модель относится к области строительства и механики, и предназначена для измерения перемещений при статических испытаниях строительных конструкций, при проведении технических обследований зданий и сооружений, а также при оценке микродинамических воздействий.The utility model relates to the field of construction and mechanics, and is intended for measuring displacements during static tests of building structures, during technical inspections of buildings and structures, as well as in assessing microdynamic effects.

Известен индикатор часового типа (конструкция прибора представлена в книге Факеева Н.П. Руководство к лабораторно-практическим работам по испытанию строительных конструкций и сооружений. Издательство Томского университета, 1977, 10-13 с.). Корпус индикатора часового типа выполнен в виде кольца, у которого в диаметральном направлении имеются отверстия для двух гильз. В гильзах установлен измерительный стержень. Гильзы выполняют роль направляющих для перемещения измерительного стержня, который пружиной удерживается в нижнем положении. Измерительный стержень кинематически связан со стрелкой на лицевой стороне индикатора. Контакт измерительного стержня прибора с конструкцией осуществляется через наконечник, выполненный в виде сферы или плоскости.The indicator of the watch type is known (the design of the device is presented in the book by NP Fakeyev, Guide to laboratory and practical work on testing building structures and structures. Tomsk University Press, 1977, 10-13 pp.). The watch type indicator case is made in the form of a ring, in which there are holes in the diametrical direction for two sleeves. A measuring rod is installed in the sleeves. The sleeves act as guides for moving the measuring rod, which is held in a low position by a spring. The measuring rod is kinematically connected with the arrow on the front of the indicator. The contact of the measuring rod of the device with the design is carried out through the tip, made in the form of a sphere or plane.

Индикатор по патенту №2187069 МПК 7 G 01 В 3/22, бюллетень №22, опубликованный 10.08.2002 года, содержит корпус, измерительный стержень, кинематически связанный со стрелкой, шкалу и механизм наибольшего перемещения измерительного стержня, который выполнен в виде зубчатого кольца, аналогично храповому. Это позволяет обеспечить более плотный контакт со стрелкой индикатора в процессе измерения.The indicator according to patent No. 2187069 IPC 7 G 01 B 3/22, bulletin No. 22, published on 08/10/2002, contains a housing, a measuring rod kinematically connected with an arrow, a scale and a mechanism for moving the measuring rod in the form of a gear ring, similar to ratchet. This allows for more tight contact with the arrow of the indicator during the measurement.

Индикаторы часового типа получили широкое распространение. Однако приборы, описанные выше, имеют несколько существенных недостатков: их использование не позволяет автоматизировать сбор информации при испытании конструкции с последующей обработкой ее на персональном компьютере, а в отдельных случаях при снятии показаний не обеспечивается необходимая безопасность при испытании строительных конструкций, поскольку индикатор предполагает снятие показателей в непосредственной близости от него. Кроме этого, недостатком является то, что использование вышеперечисленных приборов невозможно в труднодоступных для визуального наблюдения местах.Sentinel indicators are widespread. However, the devices described above have several significant drawbacks: their use does not allow to automate the collection of information when testing the structure with its subsequent processing on a personal computer, and in some cases, when taking readings, the necessary safety is not provided when testing building structures, since the indicator involves taking indicators in the immediate vicinity of him. In addition, the disadvantage is that the use of the above devices is impossible in places that are difficult to access for visual observation.

Наиболее близким к заявляемому является электромеханический индикатор перемещений (ЭИП) по патенту РФ на полезную модель №42103, МПК 7 G 01 В 3/22, который содержит корпус с отверстиями в диаметральном направлении, в которых закреплены гильзы, подпружиненный измерительный стержень с наконечником, установленный в гильзах с возможностью перемещения и кинематически связанный со стрелкой на лицевой стороне индикатора, пружинодержатель для измерительного стержня, электромеханическую приставку жестко закрепленную на обратной стороне корпуса индикатора. Внутри корпуса этой приставки перпендикулярно измерительному стержню на подпружиненном держателе установлена металлическая пластинка с наклеенными тензодатчиками. Один конец пластинки впаян в корпус приставки. Измерительный стержень индикатора снабжен рычагом, жестко закрепленным на противоположном наконечнику конце стержня. Рычаг соединен со свободным концом металлической пластинки посредством тяги, проходящей через отверстие в корпусе приставки. В корпусе приставки выполнены отверстия для выводов тензодатчиков, посредством которых происходит соединение прибора с тензометрической установкой, находящейся за пределами зоны испытания строительной конструкции.Closest to the claimed is the electromechanical indicator of displacements (EIT) according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 42103, IPC 7 G 01 B 3/22, which contains a housing with holes in the diametrical direction, in which the sleeves are fixed, a spring-loaded measuring rod with a tip, installed in sleeves with the ability to move and kinematically connected with an arrow on the front of the indicator, a spring holder for the measuring rod, an electromechanical attachment rigidly fixed to the back of the housing ikatora. Inside the case of this attachment, a metal plate with glued strain gauges is mounted perpendicular to the measuring rod on a spring-loaded holder. One end of the plate is soldered to the console. The measuring rod of the indicator is equipped with a lever rigidly mounted on the opposite end of the rod. The lever is connected to the free end of the metal plate by means of a rod passing through an opening in the console body. The prefix housing has openings for the terminals of strain gauges, through which the device is connected to a strain gauge installation located outside the test area of the building structure.

Разработка электромеханического индикатора перемещений (патент №42103) позволила решить часть вышеперечисленных задач и проблем, однако использование данного прибора в местах с повышенным содержанием влаги и пыли затруднено, так как электромеханическая приставка данного прибора имеет отверстие в корпусе приставки, через которое проходит металлическая тяга. Кроме того, благодаря наличию рычага, происходит накопление ошибки при снятии показаний в целом и особенно это проявляется при оценке микродинамических воздействий.The development of an electromechanical indicator of displacements (patent No. 42103) made it possible to solve some of the above problems and problems, however, the use of this device in places with a high content of moisture and dust is difficult, since the electromechanical attachment of this device has an opening in the attachment body through which a metal rod passes. In addition, due to the presence of leverage, the accumulation of errors occurs when taking readings in general, and this is especially manifested in the assessment of microdynamic effects.

Задача полезной модели состоит в том, чтобы обеспечить автоматизированный сбор информации и при этом устранить вышеперечисленные недостатки, а именно: еще более расширить область применения индикатора, используя его не только в труднодоступных местах при испытании строительных конструкций, но и в местах с повышенным содержанием влаги и пыли, а также использовать прибор при оценке микродинамических воздействий.The objective of the utility model is to provide automated collection of information and at the same time eliminate the above disadvantages, namely: to further expand the scope of the indicator, using it not only in hard-to-reach places when testing building structures, but also in places with a high moisture content and dust, and also use the device in assessing microdynamic effects.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении точности измерений, за счет The technical result, to which the claimed utility model is directed, is to increase the accuracy of measurements, due to

исключения ошибок при снятии показаний, возникающих при неблагоприятных условиях эксплуатации; и наличию рычага.elimination of errors when taking readings arising under adverse operating conditions; and the presence of leverage.

Задача решена следующим образом. Электромеханический индикатор перемещений ЭИП-2, как и электромеханический индикатор (ЭИП), содержит корпус с отверстиями в диаметральном направлении, в которых закреплены гильзы, измерительный стержень с наконечником, установленный в гильзах с возможностью перемещения и кинематически связанный со стрелкой на лицевой стороне индикатора, пружинодержатель для измерительного стержня внутри корпуса индикатора, электромеханическую приставку выполненную в виде кольца из твердого электроизоляционного материала, жестко закрепленную на обратной стороне корпуса индикатора, внутри которой на подпружиненном держателе установлена металлическая пластинка, одним концом впаянная в корпус приставки, а другим кинематически связанная с измерительным стержнем, а на металлической пластинке наклеены тензодатчики, выводы которых проходят через соответствующие отверстия выполненные в корпусе приставки. Но в отличие от ЭИП в ЭИП-2 металлическая пластинка с наклеенными тензодатчиками установлена параллельно измерительному стержню, а держатель для металлической пластинки смонтирован перпендикулярно измерительному стержню. Держатель для металлической пластинки подпружинен и закреплен в корпусе приставки с помощью регулировочного винта. Для кинематической связи металлической пластинки с измерительным стержнем, в частном случае исполнения, приставка снабжена блоком натяжения, установленным внутри корпуса приставки перепендикулярно измерительному стержню и закрепленным на корпусе приставки посредством натяжного винта, причем соответствующий конец металлической пластинки соединен с измерительным стержнем посредством тяги, которая проходит через блок натяжения и закреплена на измерительном стержне в месте его соединения с пружинодержателем.The problem is solved as follows. The electromechanical indicator of movements EIP-2, like the electromechanical indicator (EIP), contains a housing with holes in the diametrical direction, in which sleeves are fixed, a measuring rod with a tip mounted in sleeves with the ability to move and kinematically connected with an arrow on the front of the indicator, a spring holder for a measuring rod inside the indicator housing, an electromechanical attachment made in the form of a ring of solid electrical insulating material, rigidly fixed to atnoy side of indicator housing within which the spring-loaded bracket is a metal plate having one end soldered to the housing top boxes, and other kinematically connected with a measuring rod and a metal plate glued strain gauges, the conclusions of which pass through respective holes formed in the console housing. But unlike the EIT in EIP-2, a metal plate with glued strain gauges is mounted parallel to the measuring rod, and the holder for the metal plate is mounted perpendicular to the measuring rod. The holder for the metal plate is spring-loaded and fixed in the case of the set-top box with the help of an adjusting screw. For kinematic connection of the metal plate with the measuring rod, in the particular case of execution, the prefix is equipped with a tension unit mounted inside the console of the device perpendicular to the measuring rod and mounted on the case of the device by means of a tension screw, the corresponding end of the metal plate being connected to the measuring rod by means of a rod that passes through the tension unit and is mounted on the measuring rod in the place of its connection with the spring holder.

Возможно и другое исполнение элементов кинематической связи металлической пластинки с измерительным стержнем. На измерительном стержне смонтирован клиновидный элемент, соприкасающийся своей скошенной гранью со свободным концом металлической пластинки. Все элементы кинематической связи ЭИП-2 во всех случаях исполнения смонтированы внутри корпуса приставки.Another version of the elements of the kinematic connection of the metal plate with the measuring rod is also possible. A wedge-shaped element is mounted on the measuring rod in contact with its beveled face with the free end of the metal plate. All elements of the kinematic connection of the EIP-2 in all cases of execution are mounted inside the console.

Наличие тензодатчиков, соединение металлической пластинки, на которой располагается тензодатчик, с измерительным стержнем в ЭИП-2 позволяют The presence of strain gauges, the connection of the metal plate on which the strain gauge is located, with a measuring rod in EIP-2 allows

осуществить дистанционную систему управления и автоматизировать сбор информации при испытании строительных конструкций с последующей ее обработкой на ЭВМ, а также позволяет замерять перемещения в труднодоступных для визуального наблюдения местах моделей и натурных образцов строительных конструкций, что повышает безопасность проводимых экспериментальных исследований. Так как все детали и узлы электромеханической приставки в отличие от прототипа смонтированы внутри нее и скрыты от воздействия внешних влияний, ЭИП-2, можно использовать в местах с повышенным содержанием влаги и пыли, и, кроме того, возможно применение при оценке микродинамических воздействий. Защита от неблагоприятных условий эксплуатации и отсутствие рычага исключает ошибки при снятии показаний, тем самым, повышая точность измерений.implement a remote control system and automate the collection of information during testing of building structures with its subsequent processing on a computer, and also allows you to measure movements in hard-to-reach places for visual observation of models and full-scale samples of building structures, which increases the safety of experimental studies. Since all the details and components of the electromechanical set-top box, unlike the prototype, are mounted inside it and are hidden from external influences, EIP-2 can be used in places with a high moisture and dust content, and, in addition, it is possible to use in assessing microdynamic effects. Protection from adverse operating conditions and the absence of a lever eliminates errors when taking readings, thereby increasing the accuracy of measurements.

Полезная модель пояснена чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен индикатор (вид сзади, задняя крышка снята), в котором металлическая пластинка соединена с измерительным стержнем с помощью тяги.Figure 1 shows an indicator (rear view, rear cover removed), in which the metal plate is connected to the measuring rod using traction.

На фиг.2 изображен индикатор (вид сзади, задняя крышка снята), в котором металлическая пластинка соединена с измерительным стержнем с помощью клиновидного элемента.Figure 2 shows an indicator (rear view, rear cover removed), in which the metal plate is connected to the measuring rod using a wedge-shaped element.

На фиг.3 представлен разрез АА индикатора (вид сбоку), изображенного на фиг.2.Figure 3 presents a section AA of the indicator (side view) shown in figure 2.

Корпус электромеханической приставки 1 выполнен из эбонита. Возможно выполнение его и из другого твердого электроизоляционного материала. В корпус приставки 1 впаяна металлическая пластинка 2, на которой наклеен тензодатчик 3. Жесткость пластинки 2 подобрана из условий линейности торировочных графиков перемещений. Пластинка 2 с тензодатчиком 3 представляет собой преобразователь механических перемещений в показания тензометрических установок. Ограничение изгиба пластинки 2 осуществляется через подпружиненный держатель 4. Для однотипности показаний и возвращения пластинки 2 в исходное положение в приставке предусмотрен регулировочный винт 5, который в свою очередь соединен с подпружиненным держателем 4.The housing of the electromechanical set-top box 1 is made of ebonite. It can also be made from another solid electrical insulating material. A metal plate 2 is soldered into the prefix housing 1, on which the load cell 3 is glued. The rigidity of the plate 2 is selected from the linearity conditions of the calibration motion diagrams. Plate 2 with a strain gauge 3 is a transducer of mechanical displacements in the readings of strain gauge installations. The bending of the plate 2 is limited through the spring-loaded holder 4. For the uniformity of indications and the return of the plate 2 to its original position, an adjustment screw 5 is provided in the console, which in turn is connected to the spring-loaded holder 4.

Совместность работы механического индикатора и приставки осуществляется соединением измерительного стержня индикатора 6 через металлическую тягу 7 (фиг.1) с металлической пластинкой 2, на которой находится тензодатчик 3. Тяга 7 проходит через блок 8, закрепленный при помощи натяжного винта 9 к корпусу 1. Соединение прибора с тензометрической установкой производится через выводы The operation of the mechanical indicator and the attachment is carried out by connecting the measuring rod of the indicator 6 through a metal rod 7 (Fig. 1) with a metal plate 2 on which the strain gauge 3 is located. The rod 7 passes through a block 8, fixed by a tension screw 9 to the housing 1. Connection a device with a strain gauge installation is made through the findings

тензодатчика 10. Крепление приставки к корпусу индикатора осуществляется крепежными винтами 11.strain gauge 10. The attachment of the attachment to the indicator housing is carried out by fixing screws 11.

В другом исполнении элементов кинематической связи (фиг.2) на измерительный стержень индикатора 6, жестко прикрепляется клиновидный элемент 12, который соприкасается со свободным концом металлической пластинки 2.In another embodiment of the kinematic coupling elements (Fig. 2), a wedge-shaped element 12, which is in contact with the free end of the metal plate 2, is rigidly attached to the measuring rod of the indicator 6.

Кинематическая часть самого индикатора часового типа не претерпевает изменений.The kinematic part of the indicator itself is not changing.

Работа электромеханического индикатора перемещений ЭИП-2 заключается в следующем: индикатор устанавливается и закрепляется при помощи универсального штатива 13. Наконечник измерительного стержня через прокладку 14 устанавливают на строительную конструкцию 15, перемещение которой измеряют. При перемещении измерительного стержня 6 в процессе испытания происходит изгиб металлической пластинки 2, которая кинематически связана с измерительньм стержнем 6. В связи с этим изменяется и величина активного сопротивления тензодатчика 3, наклеенного на нее. Показания последнего снимаются при помощи тензометрической системы, которую располагают вдали от электромеханического индикатора и с которой соединены выводы тензодатчика 3. Поскольку кинематическая связь металлической пластинки с измерительным стержнем выполнена внутри приставки и обусловлена меньшим количеством элементов (например, отсутствует рычаг, как в прототипе), появляется возможность исследования и микродинамических воздействий. В то же время ЭИП-2, показанный на фиг.1, в котором металлическая пластинка соединена с помощью тяги лучше использовать для статических испытаний. ЭИП-2 на фиг.2, 3 позволяет помимо статических измерений оценивать и микродинамические воздействия, поскольку металлическая пластинка практически непосредственно связана с измерительным стержнем.The operation of the electromechanical indicator of movements EIP-2 is as follows: the indicator is mounted and fixed using a universal tripod 13. The tip of the measuring rod through the gasket 14 is installed on the building structure 15, the movement of which is measured. When moving the measuring rod 6 during the test, the metal plate 2 bends, which is kinematically connected with the measuring rod 6. In connection with this, the resistance value of the strain gauge 3 glued to it also changes. The readings of the latter are taken using a strain gauge system, which is located far from the electromechanical indicator and with which the terminals of the strain gauge 3 are connected. Since the kinematic connection of the metal plate with the measuring rod is made inside the console and is due to fewer elements (for example, there is no lever, as in the prototype) the possibility of research and microdynamic effects. At the same time, EIP-2, shown in figure 1, in which a metal plate is connected by traction is best used for static testing. EIP-2 in figure 2, 3 allows in addition to static measurements to evaluate microdynamic effects, since the metal plate is almost directly connected to the measuring rod.

Claims

1. Electromechanical indicator of movements, comprising a housing with holes in the diametrical direction in which the sleeves are fixed, a measuring rod with a tip mounted in the sleeves with the possibility of movement and kinematically connected with an arrow on the front of the indicator, a spring holder for the measuring rod inside the indicator housing, an electromechanical attachment made in the form of a ring of solid electrical insulating material, rigidly fixed to the back of the indicator housing, inside to a metal plate is installed on the spring-loaded holder, one end soldered into the set-top box body, and the other kinematically connected to the measuring rod, and strain gauges are glued to the metal plate, the conclusions of which pass through the corresponding holes made in the set-top box, characterized in that the metal plate is glued load cells mounted parallel to the measuring rod, the holder for the metal plate is mounted perpendicular to the measuring rod, and Kinematic coupling elements of a metal plate with a measuring rod are mounted inside the set-top box.

2. The indicator according to claim 1, characterized in that the holder for the metal plate is spring-loaded and secured in the case of the console using the adjusting screw.

3. The indicator according to claim 1 or 2, characterized in that for the kinematic connection of the metal plate with the measuring rod, the prefix is equipped with a tension unit mounted inside the console and fixed to the console by the tension screw, the corresponding end of the metal plate being connected to the measuring rod by traction, which passes through the tension unit and is mounted on the measuring rod in the place of its connection with the spring holder.

4. The indicator according to claim 3, characterized in that the tension unit is mounted on the console body perpendicular to the measuring rod.

5. The indicator according to claim 1 or 2, characterized in that for the kinematic connection of the metal plate with the measuring rod, the latter is equipped with a wedge-shaped element rigidly fixed on it and in contact with a beveled face with the free end of the metal plate.

6. The indicator according to claim 1, characterized in that the housing is made of ebonite.