SU146587A1 - Способ измерени напр жений в элементах конструкций и машин - Google Patents

Description

Известны способы определени  напр жений в элементах конструкций и машин с применением пр моугольных тензометрических розеток, датчики которых ориентированы по направлени м действи  напр жений.

Эди способы осуществл ютс  посредством тензометрических схем, нозвол юнднх измер ть деформации элементов конструкций, а не напр жени . Напр жени  же определ ют расчетным путем, использу  уравнени  Гука дл  плоского напр женного состо ни :

(y-i-l1- .10.2

где а.-, о.

искомые напр жени ;

6.T:ej, - измереиные деформации;

Е - модуль упругости;

.U - коэффициент Пуассона. При осуществлении описываемого способа измерени  напр жений в элементах конструкций и мащин, используетс  схема двух измерительных мостов с объединенными измерительными диагонал ми. Отличаетс  этот способ тем, что дл  обеспечени  возможности непосредственного измерени  напр жений в плоском напр женном состо нии с отсчетом в соответствующих единицах (кг/см) напр жени  питани  мостов выбираютс  в определенном соотнощении, которое устанавливаетс  при тарировке в линейном напр женном состо нии по двум датчикам, один из которых наклеен параллельно, а другой - перпендикул рно оси балки тарировочного устройства. На фиг. 1 приведена схема, по сн юща 

описываемый способ; на фиг. 2 - тарировочна  балка с наклеенными по описываемому способу датчиками; на фиг. 3 - схема включени  датчиков в цепи питани ; на фиг. 4 - положени  ключа.

Описываемый способ измерени  напр жений в элементах конструкций и мащин реализуетс  тензометрической схемой, в которой тензометрические мосты / и Я (фиг. 1) соединены параллельно по измерительным диагонал м на входе усилител  / с индикацией выхода. Рабочие датчики 2 и 5, иаклеенные на детали по двум взаимно перпендикул рным ос м X и у, включены в качестве одноименных плеч мостов / и //. Диагонали питани  мостов , не име  между собой гальванической св зи, подключены через трансформатор /// к источнику переменного тока 4.

При работе тензометрической схемы поочередно соблюдаютс  следующие два услови .

При измерении напр жени  в детали в направлении оси X отношение питающего напр жени  J7.1,/ тензометрического моста // к питающему напр жению U.x тензометрического моста / быть равно отношению U.,, A, Т g - :: - - , U,,, A, При измерении иапр жепи  в детали в направлении оси у этому же отпошеиию иосто ниых коэффициеитов должио равн тьс  отношению иитающего иаир жепи  f/.v тензометрического моста / к иитающему иаир жению Ll:,.y тензометрического моста //, (2) соответственио относительные измеиеии  сопротивлеиии датчиков но ианравлени м осей у к ъ линейном нанр жеииом состо нии. Отношение - нмеет велнчииу, близкую к |Li (коэффициент Пуассона). Дл  вьшолиенн  условий (1) и (2) ирилтен ют ключ IV на три иоложенн  (а, б н в) и переменное сонротивление 5, снабженное лимбом с делени ми и включенное в одну из обмоток 6 или 7 траисформатора /// питани  мостов. Обмотки 6 1 7 выиолнены с соотношением витков 1 : 2 и сопротивление 5 дл  более точной регулировки включено в меиьшую обмотку 6. Полол ение а ключа IV иредназначаетс  дл  раздельной балансировки мостов / и //. В этом иолол{ении большее напр жение питани  (с обмотки 7) подаетс  на один нз мостов, а второй мост отключен. Балки 8 тарировочного устройства (фиг. 2) должны быть изготовлены нз материала испытуемых деталей или из материала с возможно более близкими зиачеии ми упругих иосто нных Е и |.1. Дл  тарировки на каждую балку 8 взаимно периеидикзл рно наклеивают не менее п ти пар датчиков 2 и 3. Результаты тарировки усредн ют. Тарировка состоит из двух этаиов. Па первом этане ключ IV ставитс  в ноложеиие б, ирн котором большее напр жение f/i подаетс  на тензометрическнй мост И, а меньшее напр жение Vt - на мост I, и балка тарировочного устройства нагружаетс . Измен   величину иеремеииого соиротивлеии  5, peiyлируют иапр жение иитани  тензометрического моста / так, чтобы вынолн лось условие (2). Свидетельством выполнени  этого услови   вл етс  отсутствие еигиала с мостов / и //. Па втором этане тарировки регзлируют масштабный коэффициент: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ир жению разбаланса тензометрических мостов; размерность /С в/кг/сн ; размерность N в/дел, шкалы; размерность j.j, л-г/слг-/дел. шкалы. Регулиру  величину Л , можно получить ,Li 1, .т е. а а,ири этОм величины напр жений а будут отсчитыватьс  непосредственно в кг1см-. Дл  регзлировки масштабного коэффициента ключ IV нереводитс  в иоложение в, при котором большее наир жеиие U нодаетс  на тензометрнческий мост /, а меньшее нанр л енне И - на мост II, причем выполн етс  условие (1). Лимб измерительного потенциометра 9 устанавливаетс  в положение, при котором число делений шкалы равно ири отсчете величине тарировочного напр жени . Регулиру  сопротивление 10, добиваютс  отсутстви  сигнала на выходе усилител  /, что свидетельствует о полной комненсации сигнала с мостов. После окончани  тарировки заиисывают усредиенные дл  п ти пар датчиков показани  лимба соиротивлеии  ,5 и лимба соиротивлени  W. Перед измерением иаир жений в детали устаиавливают лимбы соиротивленнй 5 и 10 на показани , записапные при тарировке, а лимб измерительного потепциометра 9 - на нуль. Затем нагружают иснытуемые детали и ироизвод т измереии , отсчитыва  величины иаир жений неиоередственно в кг/см. Дл  обеспечени  правильной работы схемы, напр жени  питани  тензометрических мостов / и // должиы подаватьс  в одинаковой фазе , а рабочие и компенсацнонные датчики должиы быть включеиы в мостах идентично. Вынолиение этих требований обесиечивает также и иравильное определение знаков измер емых наир жений: раст жение (+) и сжатие (-). При измерении наир жеиий в большом числе точек целесообразно нримен ть схему, приведепную на фиг. 3. В каждую линню нитани  мостов / и // включеиы общие нолумосты JJ (балластные датчики) и рабочие иолумосты 13 и J2 (рабочие и компенсационные датчики ). В лииии питани  включены также балансировочные элементы 14. Примеиеиие этой схемы з-ирощает коммутацию точек измерени , умеиьшает количество соединительиых проводов, а также уменьшает число токосъемов ири измерении наир жеиий во врашаюшихс  детал х. Таким образом , описываемый способ позвол ет, мину  вычислительные работы, непосредственно получать отсчет на приборе в единицах, соот15етствуюшнх величииам наир л ений в исследуемой конструкции, что обуславливает полезиость его исиользоваии .

УГОЛЬНЫХ теизометрнческих розеток, датчики которых включены в одноименные нлечн двух измерительных мостов с объединенными нзмерительнымн диагонал ми, отличаюищйс  тем, что, с целью нолучени  отсчетов, ироиорциональиых наир жеии м в исследуемом элементе , нанр женн  нитанн  мостов выоираюте  в онределенном соотношенни, которое устанавливаетс  ирн тарировке в линейном нанр женном состо нии но двум датчнкам, наклеенным нараллельно и нерисндикул рио оси тарировочиого устройства.

MX

ШПЯЯГб (ШЯГШШЯГШШЯШР|

му

иШ1/

jiiiiOc QnQaa

|l I

fczi-czHii} ( rx; 0 0 0

Фи2, 3

CD

Фиг.