SU1401261A1

SU1401261A1 - High-temperature strain-measuring device

Info

Publication number: SU1401261A1
Application number: SU864118769A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Чижов
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6601
Priority date: 1986-09-16
Filing date: 1986-09-16
Publication date: 1988-06-07

Abstract

Изобретение относитс к измери - тедьной технике, а именно к средст вам измерени перемещений в услови х высокотемпературного нагрева. Цель изобретени обеспечение работоспособности при более высоких темпер ату- pax. Дл этого в электроде 2, неподвижно 3 акрепленном в корпусе 1, вы полнено углз бление, в котором находитс токопровод ща прослойка 4, расплавл ющ а с в рабочем диапазоне температур, а у подвижного электрода 3 рабоча поверхность, контактирующа с расплавом, выполнена с переменной площадью поперечного сечени , например конической. Взаимные пере™ мещени электродов привод т к изменению электрического сопротивлени цепи тензометра. Дл расширени диапазона измер емых перемещений матери- агг прослойки Д выбираетс из Чlicлa смачивающих в расплавленном состо нии электроды, 1 з.п, ф-лы, 1 ил. The invention relates to a measuring technique, namely to means of measuring displacements under conditions of high temperature heating. The purpose of the invention is to provide operability at higher temperatures. For this, in electrode 2, stationary 3 fixed in housing 1, an angle is formed, in which there is a conductive gap 4, melts a in the working temperature range, and in the moving electrode 3 the working surface in contact with the melt is made with a variable cross-sectional area, e.g. conical. Mutual displacement of the electrodes leads to a change in the electrical resistance of the strain gauge circuit. In order to expand the range of measurable displacements of the material-layer of the layer D, it is selected from the liquid-wetted electrodes, 1 hp, f-crystals, 1 slug.

Description

Изобретение относится к измеритель·” ной технике и может использоваться для измерений перемещений и деформаций в условиях высокотемпературного $ нагрева.The invention relates to measuring · ”technique and can be used to measure displacements and deformations under conditions of high-temperature heating.

Целью изобретения является обеспечение работоспособности при более высоких температурах.The aim of the invention is to ensure operability at higher temperatures.

.На чертеже показан тензометр, ю общий вид..The drawing shows a strain gauge, general view.

Тензометр состоит из корпуса 1, выполненного из термостойкого электроизоляционного материала, например, 15 в виде отрезка трубы из окиси кальция, в котором закреплены два термостойких, например, графитовых электрода. Нижний электрод 2 закреплен неподвижно, а верхний 3 - подвижно в 20 направляющем сквозном отверстии корпуса. Внутренний конец неподвижного нижнего электрода 2, обращенный в сторону подвижного электрода 3, снабжен углублением, заполненным 25 расплавляющейся в рабочем диапазоне температур токопроводящей прослойкой 4, например сплавом титана с углеродом (3,5% углерода, остальное, титан). Площадь поперечного сечения углубле- jq ния в нижнем электроде 2 больше наибольшей площади поперечного сечения рабочего конца подвижного электрода 3, входящего в процессе работы в углубление электрод:·. 2, что достигается, например, при конусном выполнении электрода 2 и цилиндрическом углублении. На свободных концах электродов закреплены ножевые установочные зажимы 5 из вольфрамового сплава, ’ дд служащие для крепления тензометра на объекте измерений» Зажимы 5 электроизслированы от электродов прокладками из плавленной окиси кальция» Свободными концами электрода с по- 45 мощью токоподводов, выполненных иэ вольфрама, включены в электроизмерительную цепь, состоящую, например, из источника 6. тока и омметра 7<, Для предотвращения окисления при высоких рабочих температурах поверхности зажимов и токоподводов нанесено покрытие из окиси кальция. Для обеспечения смачиваемости электродов расплавом прослойки 4 на поверхности конуса верхнего электрода 3 и на поверхности углубления нижнего электрода 2 нанесено покрытие титан-карбид титана.The strain gauge consists of a housing 1 made of heat-resistant insulating material, for example, 15 in the form of a piece of pipe made of calcium oxide, in which two heat-resistant, for example, graphite electrodes are fixed. The lower electrode 2 is fixedly mounted, and the upper 3 is movable in the 20 guide through hole of the housing. The inner end of the stationary lower electrode 2, facing the movable electrode 3, is provided with a recess filled with 25 conductive layer 4 melting in the working temperature range, for example, an alloy of titanium with carbon (3.5% carbon, the rest, titanium). The cross-sectional area of the recess jq in the lower electrode 2 is larger than the largest cross-sectional area of the working end of the movable electrode 3, which enters the recess of the electrode during operation: ·. 2, which is achieved, for example, by tapering the electrode 2 and a cylindrical recess. At the free ends of the electrodes are fixed knife mounting clamps 5 made of tungsten alloy, which serve for mounting the strain gauge on the measurement object. Clips 5 are electrically isolated from the electrodes by fused calcium oxide gaskets. The free ends of the electrode with 45 current leads made by tungsten are included an electrical measuring circuit, consisting, for example, of a current source 6. and an ohmmeter 7 <, To prevent oxidation at high operating temperatures, the surface of the clamps and current leads is coated with oxide calcium. To ensure the wettability of the electrodes by the melt of the interlayer 4 on the surface of the cone of the upper electrode 3 and on the surface of the recess of the lower electrode 2, a titanium-titanium carbide coating is applied.

Тензометр работает следующим образом.Strain gauge works as follows.

Зажимами 5 тензометр с фиксированной базой 1<? устанавливают на поверхность объекта измерения. Электроды 2 и 3 подключают в электроизмерительную цепь. После нагрева вместе с объектом измерений до температуры расплава прослойки 4 тензометр готов к работе. Перед началом деформирования объекта измеряют электросопротивление в цепи тензометра с помощью омметра. 7 для получения точки отсчета. В процессе деформирования объекта происходит измерение расстояния между зажимами 5 на'4 1, приводящие к изменению показаний омметра, что связано с изменением площади контакта конической части верхнего электрода 3 с расплавом прослойки 4 _и с изменением площади поперечного сечения самого расплава прослойки 4 в силу смачивания ею рабочих поверхностей .электродов. При деформациях растяжения электросопротивление тензометра возрастает, при сжатии уменьшается. Количественно соотношение между перемещением электродов и электросопротивлением тензометра определяют по градуировочному графику., заранее полученному путем предварительной тарировки тензометра в заданных условиях испытания объекта,Clips 5 strain gauge with a fixed base 1 <? set on the surface of the measurement object. Electrodes 2 and 3 are connected to an electrical circuit. After heating, together with the measurement object to the melt temperature of the interlayer 4, the strain gauge is ready for operation. Before starting the deformation of the object, the electrical resistance in the strain gauge circuit is measured with an ohmmeter. 7 to get a reference point. In the process of deformation of the object, the distance between the clamps 5 by 4 1 is measured, which leads to a change in the ohmmeter readings, which is associated with a change in the contact area of the conical part of the upper electrode 3 with the melt of the interlayer 4 _and with a change in the cross-sectional area of the melt of the interlayer 4 due to wetting by it working surfaces. electrodes. With tensile deformations, the electrical resistance of the strain gauge increases, and with compression it decreases. Quantitatively, the ratio between the movement of the electrodes and the electrical resistance of the strain gauge is determined by the calibration graph., Obtained in advance by preliminary calibration of the strain gauge in the given test conditions of the object,

При выполнении верхнего электрода 3 диаметром 10 мм с углом при вершине конуса 90°, а цилиндрического углубления в нижнем электроде 2 диаметром 1! мм и глубиной 10 мм диапазон измеряемых перемещений составляет 6,5 мм при указанном материале прослойки в диапазоне рабочих температур 1980 - 2050 С (область хвазиравновесного состава сплава)When performing the upper electrode 3 with a diameter of 10 mm with an angle at the apex of the cone 90 °, and a cylindrical recess in the lower electrode 2 with a diameter of 1! mm and a depth of 10 mm, the range of measured displacements is 6.5 mm with the indicated interlayer material in the range of working temperatures 1980 - 2050 C (region of the equilibrium composition of the alloy)

В ар ьируя р азличными ко мбннациями материалов раппавляющейся прослойки и электродов, а также геометрией рабочих поверхностей электродов, можно изменять диапазон измеряемых перемещений и рабочих температур тензометра, учитывая при этом., что тензометр работоспособен и когда расплав прос-. зхойкл не смачивает электрода, но тогда при прочих равных условиях днапа-ί тсн измеряемых перемещений соответственно уменьшается, а чувствитэльиость тензометра возрастает.By varying the combinations of materials of the expandable interlayer and electrodes, as well as the geometry of the working surfaces of the electrodes, it is possible to change the range of measured displacements and operating temperatures of the strain gauge, taking into account that the strain gauge is operational even when the melt is pros. the coil does not wet the electrode, but then, ceteris paribus, the measured displacements of the measured displacements correspondingly decrease, and the sensitivity of the tensometer increases.

Claims

Claim

1. A high-temperature strain gauge, consisting of a housing made of heat-resistant electrically insulated ”material, electrodes, one of which is fixed in the housing motionless, and the other is movably in the guide through hole of the housing, a sensitive conductive element located inside the housing between the electrodes and mounting clamps,. fixed at the free ends of the electrodes to which an electrical circuit is connected, characterized in that, in order to ensure operability at higher temperatures pach, the fixed electrode is made with a recess facing the open part toward the movable electrode, the working end of which is arranged to be placed in the recess and with a variable cross-sectional area, and the sensitive conductive element is made in the form of a 10 molten layer located in deepening the stationary electrode.

2. A strain gauge according to π.1, characterized in that, in order to expand the range of measured displacements, the interlayer is made of a material wetting the electrodes in the molten state without damaging the latter,