RU62234U1

RU62234U1 - Load cell

Info

Publication number: RU62234U1
Application number: RU2006141682/22U
Authority: RU
Inventors: Василий Сергеевич Плевков; Георгий Иванович Однокопылов; Сергей Алексеевич Луков; Дмитрий Юрьевич Саркисов; Олег Юрьевич Тигай; Оксана Анатольевна Однокопылова
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2007-03-27

Abstract

Тензодатчик предназначен для измерения деформаций арматурного стержня внутри железобетонной конструкции при динамических нагрузках. Тензодатчик содержит проволочный тензорезистор. Тензорезистор приклеен к арматурному стержню. Выводы тензорезистора согнуты в виде гармошки. При деформациях арматурного стержня под действием динамических нагрузок согнутые выводы тензорезистора растягиваются, повышая надежность и срок службы тензодатчика. Посредством двух изолированных проводов выводы тензорезистора соединены с измерительной системой. Изолированные провода помещены в поливинилхлоридную трубку, привязанную прочной нитью к арматурному стержню. Изолированные провода имеют возможность перемещаться внутри трубки при деформациях арматурного стержня и защищены при бетонировании исследуемого образца. В месте спайки выводов тензорезистора с выводами изолированных проводов выполнена подложка из скотча. Тензодатчик имеет защитное покрытие из эпоксидной смолы, отвердителя и цемента в процентном соотношении 55:15:30. 1 н.з. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.The strain gauge is designed to measure the deformation of a reinforcing bar inside a reinforced concrete structure under dynamic loads. The strain gauge contains a wire strain gauge. The strain gauge is glued to the reinforcing bar. The terminals of the strain gauge are bent in the form of an accordion. When the reinforcing bar deforms under the action of dynamic loads, the bent terminals of the strain gauge are stretched, increasing the reliability and service life of the strain gauge. Through two insulated wires, the terminals of the strain gauge are connected to the measuring system. Insulated wires are placed in a PVC tube, tied with a strong thread to the reinforcing bar. Insulated wires have the ability to move inside the tube during deformation of the reinforcing bar and are protected when concreting the test sample. In the place of soldering the terminals of the strain gauge with the conclusions of the insulated wires, a substrate of adhesive tape is made. The load cell has a protective coating of epoxy resin, hardener and cement in a percentage of 55:15:30. 1 n.a. and 4 z.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для получения данных о деформациях арматурного стержня внутри железобетонной конструкции при динамических испытаниях.The utility model relates to measuring technique and can be used to obtain data on the deformations of a reinforcing bar inside a reinforced concrete structure during dynamic tests.

Известен многоэлементный тензорезистор по авт. св. СССР на изобретение 1786932, который может быть использован для определения деформаций конструкции при ее нагружении. Он содержит два, три или четыре однонаправленных тензорезистора, каждый из которых имеет проволочную чувствительную решетку и диэлектрическую основу, а также выводные проводники, подключенные к многожильному соединительному кабелю. Кроме того, используются диэлектрические подложки разъема и приемника. Вся конструкция через коммутатор подсоединена к многоканальной измерительной аппаратуре. С целью увеличения точности измерения, каждый тензорезистор выполнен из двух участков, разделенных промежутком в зоне пересечения продольных осей, а оба участка соединены последовательно. Хотя эта известная конструкция обладает повышенной точностью измерений деформаций, но она позволяет проводить измерения на поверхности испытуемых образцов, но не позволяет исследовать деформации внутри железобетонного элемента, в частности проводить экспериментальные исследования с изучением деформаций арматурного стержня внутри железобетонного элемента при кратковременном динамическом нагружении.Known multi-element strain gauge according to ed. St. USSR invention 1786932, which can be used to determine the deformation of the structure when it is loaded. It contains two, three, or four unidirectional strain gauges, each of which has a sensitive wire grating and a dielectric base, as well as lead wires connected to a multicore connecting cable. In addition, dielectric substrates of the connector and receiver are used. The entire structure is connected via a switch to multichannel measuring equipment. In order to increase the accuracy of measurement, each strain gauge is made of two sections separated by a gap in the zone of intersection of the longitudinal axes, and both sections are connected in series. Although this known design has increased accuracy in measuring deformations, it allows measurements to be made on the surface of the test specimens, but it does not allow investigations of deformations inside a reinforced concrete element, in particular, experimental studies are carried out to study the deformations of a reinforcing bar inside an reinforced concrete element under short-term dynamic loading.

За прототип принят тензодатчик из книги Н.П.Факеев «Руководство к лабораторно-практическим работам по испытанию строительных конструкций и сооружений», Томский университет, 1977 г., стр. 51-52, 90-98, рис.2.2; 2.4а. Тензодатчик состоит из проволочного тензорезистора, включающего чувствительный элемент в виде решетки, приклеенной на The load cell was adopted as a prototype from the book of N.P. Fakeev, "A Guide to Laboratory and Practical Work on Testing Building Structures and Structures", Tomsk University, 1977, pp. 51-52, 90-98, Fig. 2.2; 2.4a. The strain gauge consists of a wire strain gauge comprising a sensing element in the form of a lattice glued to

диэлектрическую основу, которая закреплена на исследуемом образце из металла с помощью клея, пару изолированных проводов, предназначенных для соединения тензорезистора с измерительной системой, выводы которых спаяны с выводами решетки, а концы жестко закреплены на исследуемом образце вблизи тензорезистора, подложку из изоляционного материала, закрепленную на исследуемом образце под выводами решетки и изолированных проводов в месте их спайки, защитное покрытие для тензорезистора, выводов решетки и выводов изолированных проводов. Защитное покрытие выполнено из расплавленного воска или парафина, а подложка выполнена в виде полоски конденсаторной бумаги.a dielectric base, which is fixed to the metal sample under study with glue, a pair of insulated wires designed to connect the strain gauge to the measuring system, the terminals of which are soldered to the terminals of the grating, and the ends are rigidly fixed to the test sample near the strain gauge, a substrate of insulating material fixed to the test sample under the findings of the lattice and insulated wires in the place of their soldering, a protective coating for the strain gauge, the conclusions of the lattice and the conclusions of insulated wires. The protective coating is made of molten wax or paraffin, and the substrate is made in the form of a strip of condenser paper.

Но такой тензорезистор без дополнительных устройств не обеспечит получение информации о деформациях арматурного стержня внутри железобетонной конструкции, поскольку в ходе подготовки к испытанию, при бетонировании образца, на тензорезистор воздействует ряд внешних факторов, в частности влага, а при динамическом нагружении такой датчик быстро выйдет из строя, в связи с малой подвижностью выводов тензорезистора и проводников, соединяющих датчик с измерительной системой, которые могут прийти в негодность во время изготовления и подготовки к испытанию.But such a strain gauge without additional devices will not provide information about the deformation of the reinforcing bar inside the reinforced concrete structure, because in preparation for the test, when concreting the specimen, the strain gauge is affected by a number of external factors, in particular moisture, and under dynamic loading such a sensor will quickly fail , due to the low mobility of the terminals of the strain gauge and the conductors connecting the sensor to the measuring system, which may become unusable during manufacture and preparation wki to test.

Задача полезной модели - расширить диапазон динамических исследований железобетонных конструкций. Технический результат, на достижение которого направлена решаемая задача, заключается в увеличении живучести датчика (ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике) и получении достоверного значения деформации арматурного стержня железобетонного элемента в процессе всего динамического испытания.The objective of the utility model is to expand the range of dynamic studies of reinforced concrete structures. The technical result, which is achieved by solving the problem, is to increase the survivability of the sensor (GOST 27.002-89 Reliability in technology) and obtain a reliable value of the deformation of the reinforcing bar of a reinforced concrete element during the entire dynamic test.

Задача решена следующим образом: общим с прототипом является то, что тензодатчик, содержит проволочный тензорезистор, включающий чувствительный элемент в виде решетки, приклеенной на диэлектрическую основу, которая закреплена с помощью клея на исследуемом образце из металла, пару изолированных проводов, The problem is solved as follows: common with the prototype is that the strain gauge contains a wire strain gauge, including a sensitive element in the form of a lattice glued to a dielectric base, which is fixed with glue to the test sample of metal, a pair of insulated wires,

предназначенных для соединения тензорезистора с измерительной системой, выводы которых спаяны с выводами решетки, а концы жестко закреплены на исследуемом образце вблизи тензорезистора, подложку из изоляционного материала, закрепленную на исследуемом образце под выводами решетки и изолированных проводов в месте их спайки, защитное покрытие для тензорезистора, выводов решетки и выводов изолированных проводов.designed to connect the strain gauge to the measuring system, the leads of which are soldered to the leads of the grating, and the ends are rigidly fixed to the test sample near the strain gauge, a substrate of insulating material, mounted on the test sample under the leads of the grating and insulated wires in the place of their adhesion, a protective coating for the strain gauge, findings of the lattice and conclusions of insulated wires.

Но в отличие от прототипа это устройство: дополнительно содержит трубку из поливинилхлорида для размещения в ней пары изолированных проводов, тензорезистор расположен внутри железобетонной конструкции, при этом диэлектрическая основа приклеена к арматурному стержню, выводы решетки согнуты в виде гармошки, подложка выполнена из липкой ленты, а защитное покрытие - из состава, включающего эпоксидную смолу, отвердитель и цемент, в процентном соотношении 55:15:30. В частных случаях подложка заявляемого тензодатчика выполнена из двух слоев скотча, а на арматурном стержне прочной нитью закреплена трубка, в которой помещены изолированные провода. Кроме того, выводы проводников с другой стороны (вторые выводы) герметизируются при помощи полиэтиленовой пленки.But unlike the prototype, this device: additionally contains a tube of polyvinyl chloride to accommodate a pair of insulated wires in it, the strain gauge is located inside the reinforced concrete structure, while the dielectric base is glued to the reinforcing bar, the conclusions of the lattice are bent in the form of an accordion, the substrate is made of adhesive tape, and protective coating - from a composition comprising epoxy resin, hardener and cement, in a percentage ratio of 55:15:30. In special cases, the substrate of the inventive strain gauge is made of two layers of adhesive tape, and a tube in which insulated wires are placed is fastened on a reinforcing rod with a strong thread. In addition, the leads of the conductors on the other hand (second leads) are sealed with a plastic film.

В ходе подготовки к испытанию железобетонного образца тензорезисторы, закрепленные на арматурном стержне могут быть подвергнуты влиянию следующих факторов:In preparation for testing a reinforced concrete specimen, strain gauges mounted on a reinforcing bar can be affected by the following factors:

- воздействию влаги, во время бетонирования образца;- exposure to moisture during concrete concreting;

- деформации за счет возможной деформации арматурного стержня в процессе изготовления и транспортировки экспериментального образца;- deformation due to the possible deformation of the reinforcing bar during the manufacture and transportation of the experimental sample;

- влиянию усадочных трещин в бетоне.- the influence of shrinkage cracks in concrete.

Поскольку пара изолированных проводов помещена в поливинилхлоридовую трубку, которая при помощи нити жестко закреплена на арматурном стержне, то это позволяет проводам перемещаться внутри трубки во время бетонирования транспортировки и Since a pair of insulated wires is placed in a polyvinyl chloride tube, which is rigidly fixed to the reinforcing bar with a thread, this allows the wires to move inside the tube during concrete transportation and

испытания образца, и одновременно обеспечивает надежное соединение с измерительной аппаратурой. Поскольку выводы тензорезистора согнуты в виде гармошки, то это позволяет им растягиваться вплоть до окончания испытания, и тем самым повысить срок службы тензодатчика. Защитное покрытие из раствора эпоксидной смолы, отвердителя и цемента в процентном соотношении 55:15:30 обладает достаточной прочностью и надежно защищает тензодатчик. Авторами экспериментально установлено, что при таком соотношении компонентов одновременно с достаточной прочностью достигается необходимая вязкость раствора для удобной его укладки. Герметизированные вторые выводы изолированных проводов защищены от воздействия влаги во время изготовления образца для испытаний. Два слоя скотча достаточны для эффективной изоляции выводов от металлического арматурного стержня.sample testing, and at the same time provides a reliable connection to the measuring equipment. Since the terminals of the strain gauge are bent in the form of an accordion, this allows them to stretch until the end of the test, and thereby increase the life of the strain gauge. A protective coating of a solution of epoxy resin, hardener and cement in a percentage of 55:15:30 has sufficient strength and protects the load cell reliably. The authors experimentally established that with this ratio of components, at the same time with sufficient strength, the required viscosity of the solution is achieved for convenient laying. Sealed second leads of insulated wires are protected from moisture during the manufacture of the test specimen. Two layers of adhesive tape are sufficient to effectively isolate the leads from the metal reinforcing bar.

Предложенная конструкция тензодатчика позволила повысить готовность к испытаниям тензорезисторов на арматуре после изготовления железобетонной конструкции с 40-60% до 95-100%, а также увеличить живучесть (согласно ГОСТ 27.002-89) тензодатчика в процессе испытания конструкции до 50%, и получать достоверные значения деформации арматурного стержня во время динамических испытаний.The proposed design of the strain gauge made it possible to increase the readiness for testing strain gauges on reinforcement after the manufacture of a reinforced concrete structure from 40-60% to 95-100%, as well as to increase the survivability (according to GOST 27.002-89) of the strain gauge during construction testing to 50%, and to obtain reliable values deformation of the reinforcing bar during dynamic tests.

Полезная модель пояснена чертежом. На котором приведен общий вид предлагаемой технологии установки тензодатчика.The utility model is illustrated in the drawing. Which shows a general view of the proposed technology for installing a strain gauge.

На арматурном стержне 1, на площадке 2, закреплен тензодатчик. Тензодатчик, состоит из чувствительного элемента 3 и диэлектрической основы 4, а в месте выводов имеется диэлектрическая подложка в виде двух слоев липкой ленты, например скотча 5, возможно выполнение подложки из другой, обладающей изоляционными свойствами ленты. Изолированные провода 6, находятся в поливинилхлоридовой трубке 7. Выводные проводники 6 припаяны с одной стороны к выводам 8 чувствительного элемента 3, а с другой стороны защищены от воды при помощи полиэтиленовой пленки 9. Поливинилхлоридовая трубка 7, On the reinforcing bar 1, on the site 2, a strain gauge is fixed. The strain gauge consists of a sensing element 3 and a dielectric base 4, and in the place of the terminals there is a dielectric substrate in the form of two layers of adhesive tape, for example adhesive tape 5, it is possible to make a substrate from another having insulating properties of the tape. The insulated wires 6 are in the polyvinyl chloride tube 7. The output conductors 6 are soldered on one side to the terminals 8 of the sensing element 3, and on the other hand they are protected from water by means of a polyethylene film 9. The polyvinyl chloride tube 7,

прочно закреплена к арматурному стержню 1, нитью 10. Вся конструкция герметизирована раствором эпоксидной смолы, отвердителя и цемента 11. Изолированные провода 6 подсоединены к измерительной системе 12 через многожильный кабель 13.firmly fixed to the reinforcing bar 1, thread 10. The entire structure is sealed with a solution of epoxy resin, hardener and cement 11. Insulated wires 6 are connected to the measuring system 12 through a multicore cable 13.

Тензодатчик устанавливают следующим образом. На арматурном стержне 1 подготавливается площадка 2 для наклейки тензодатчика. Во избежание замыкания выводов тензодатчика, состоящего из чувствительного элемента 3 и диэлектрической основы 4, на арматурный стержень 1, в месте выводов, приклеивается диэлектрическая подложка в виде двух слоев липкой ленты (скотча) 5. Изолированные провода 6 пропускаются в поливинилхлоридовую трубку 7. Они припаиваются с одной стороны к выводам 8 чувствительного элемента, а с другой стороны герметизируются от воды при помощи полиэтиленовой пленки 9. После припайки поливинилхлоридовая трубка 7 прочно приматывается к арматурному стержню 1 нитью 10. Затем вся конструкция герметизируется и защищается при помощи раствора эпоксидной смолы, отвердителя и цемента 11.The load cell is installed as follows. On the reinforcing bar 1, a platform 2 is prepared for labeling the strain gauge. In order to avoid shorting the terminals of the strain gauge, consisting of the sensitive element 3 and the dielectric base 4, to the reinforcing bar 1, in the place of the terminals, a dielectric substrate is glued in the form of two layers of adhesive tape (adhesive tape) 5. Insulated wires 6 are passed into the polyvinyl chloride tube 7. They are soldered on the one hand, to the terminals 8 of the sensing element, and on the other hand, they are sealed from water using a plastic film 9. After soldering, the polyvinyl chloride tube 7 is firmly attached to the reinforcing bar 1 thread 10. Then the whole structure is sealed and protected with a solution of epoxy resin, hardener and cement 11.

Для получения данных о напряженно-деформированном состоянии арматурного стержня экспериментального образца во время испытания тензодатчик подключается к многоканальной измерительной системе 12 через многожильный кабель 13.To obtain data on the stress-strain state of the reinforcing bar of the experimental sample during the test, the strain gauge is connected to the multichannel measuring system 12 through a multicore cable 13.

Claims

1. A strain gauge containing a wire strain gauge, including a sensitive element in the form of a lattice glued to a dielectric base, which is fixed with glue to the metal sample under study, a pair of insulated wires designed to connect the strain gauge to the measuring system, the conclusions of which are soldered to the conclusions of the lattice, and the ends are rigidly fixed on the test sample near the strain gauge, a substrate of insulating material, mounted on the test sample under the conclusions of the lattice and isolated wires in the place of their adhesion, a protective coating for the strain gauge, the conclusions of the lattice and the conclusions of the insulated wires, characterized in that it further comprises a polyvinyl chloride tube for accommodating a pair of insulated wires in it, and the strain gauge is located inside the reinforced concrete structure, while the dielectric base is glued to the reinforcing to the core, the lattice leads are bent in the form of an accordion, the substrate is made of adhesive tape, and the protective coating is made of a composition including epoxy resin, hardener and cement, in percentage ratio of 55:15:30 respectively.

2. The strain gauge according to claim 1, characterized in that the substrate is made of two layers of adhesive tape.

3. The strain gauge according to claim 1, characterized in that the tube with insulated wires is rigidly fixed to the reinforcing bar.

4. The strain gauge according to claim 3, characterized in that the tube is fixed with a strong thread.

5. The strain gauge according to claim 1, characterized in that the second terminals of the insulated wires are sealed with a plastic film.