SU1486765A1

SU1486765A1 - Способ измерения деформации объекта

Info

Publication number: SU1486765A1
Application number: SU874327616A
Authority: SU
Inventors: Vasilij F Chekurin; Petr V Yavorskij
Original assignee: Vasilij F Chekurin; Petr V Yavorskij
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1989-06-15

Description

Изобретение относится к измерительной технике, к определению деформаций на поверхностях деталей и конструкций полупроводниковыми датчиками. Цель изобретения - повышение точности и снижение трудо2

емкости посредством измерения деформаций в различных направлениях одним чувствительным элементом. На поверхность объекта устанавливают чувствительный элемент в виде круглой пластины с двумя электродами, один из которых наносят в центр пластины в виде точки, а другой концентрично первому в виде кольца. После каждого этапа нагружения объекта и замера сопротивления чувствительного элемента полоску света перемещают вращением ее' вокруг оси, проходящей через точечный электрод.

2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к определению деформаций на поверхностях деталей и конструкций полупроводниковыми датчиками.

•Цель изобретения - повышение точности й снижение трудоемкости посредством измерения деформаций в различных направлениях одним чувствительным элементом.

На фиг. 1 приведена схема чувствительного элемента( на фиг. 2 зависимость деформации от угла поворота полоски света.

Чувствительный элемент изготовлен в виде круглой пластины 1 из полупроводникового тензо- и фоточувствительного материала с нанесенными на ее поверхность металлическими кольцевым и центральным точечным электродами 2 и 3. Пластину 1 освещают полоской 4 света.

Способ осуществляется следующим образом.

На поверхности объекта устанавливают чувствительный элемент в виде круглой пластины 1 (фиг. 1) с двумя электродами 2 и 3, один из которых наносят в центр пластины в виде точки, а другой - концентрично первому в виде кольца. Чувствительный элемент жестко устанавливают на поверхности объекта. Пластина 1 чувствительного элемента и металлические электроды 2 и 3 могут быть изготовлены, например, путем напыления в вакууме на подложку или непосредственно на поверхность объекта .

Электроды 2 и 3 через токовыводы подключают к прибору для измерения сопротивления. Освещают чувствительный элемент полоской 4 света, максимум спектральной характеристики кото-

3 1486765 4

рого лежит в полосе поглощения используемого полупроводникового материала. Длину полоски выбирают равной радиусу кольцевого электрода 2 и $

ориентируют ее радиально так, чтобы один конец находился на центральном электроде 3. При этом сопротивление чувствительного элемента вследствие повышения концентрации носителей токаю В месте освещения уменьшается. Увеличивая интенсивность света до тех пор, пока сопротивление чувствительного элемента не станет меньшим его же значения в отсутствие освещения. 15 При этом полное сопротивление чувст- * вительного элемента определяется в основном сопротивлением его Освещенной части. Не/нагружая объект и не изменяя светового потока, повора- 20 чивают полоску света вокруг оси, проходящей через центр пластины, и регистрируют зависимость Κ₀(ψ) сопротивления чувствительного элемента от угла поворота полоски ψ. Нагру- 25 жагот объект и, не изменяя светового потока,, измеряют зависимость сопротивления чувствительного элемента от угла поворота. На основании полученных данных определяют зави- 30 симость относительно приращения сопротивления чувствительного элемента

АК _β К_£(Ч>) ~ К_о(Ч>)

8₆ К_о (ιρ) 35

от угла поворота.

Деформацию ζ (Ср) в направлении,

задаваемом углом φ, определяют по формуле

•к_е(д>) - к₀ (у)

κ(ψ)κ₀(γ) , >

40

где К(ΐρ) - значение коэффициента тензочувствительности материала чувствительного эле- 45 мента в направлении, задаваемом углом ψ, которое определяют по известной / методике.

- ‘ 50

Строят зависимость деформации с от угла поворота (р (фиг. 2) и находят экстремальные значения £₍и ,

которые являются главными значениями деформации. Углы Ср,- и , соответствующие деформациям и’ £2 »

определяют главные направления деформации. При однородном деформированном состоянии деформация £_(<$

в направлении, задаваемом углом численно равна деформации ,£ ( φ + 1?) в направлении, задаваемом углом (р .

В частности, соответствующие экстремальные значения деформации должны совпадать £, = =£^, а .

соответствующие им углы (р₍ и<р‘ ,

1р_г и(р₂ отличаются друг от друга на уг ол 17.

В случае, когда объект находится в неоднородном деформированном состоянии , значение £ (ψ) равно средне му значению деформации на расстоянии длины полоски. При этом£(ср) / /βίίρ+'ίΓ), а величина

δ (ς, + Ί?)- £(Ср)

_?>

где г - внутренний радиус кольцевого электрода, определяет градиент деформации В. направлении, задаваемом углом ср. .

В частности, £,= и £_г £

Кроме того, (р‘, / ψ, + Т и ίρ'₂= ίρ_ζ +'ΐϊ', угол Δ Ч> = <р- (р, -Т = - Т .

, определяет, поворот главных направлений в связи с неоднородностью дефор ;мированного состояния объекта.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет измерить деформацию объекта в каждом направлении, определить главные направления и главные значения деформации, определить градиент деформации в каждом направлении, изменение главных значений и поворот главных осей деформации в связи с неоднородностью деформированного состояния. Все измерения производятся с помощью одного датчика за один акт измерения.

Claims

Формула изобретения

Способ измерения деформации объекта, заключающийся в том, что на по верхности объекта устанавливают чувствительный элемент с двумя электродами, изготовленный из полупроводникового тензо- и фоточувствительНого материала, измеряют его начальное сопротивление, нагружают объект, одновременно с нагружением объекта проводят засветку части чувствительного элемента полоской света, вновь измеряют сопротивление, после каждого этапа нагружения и замера сопротивления перемещают полоску света

5

1486765

6

по поверхности чувствительного элемента и по изменению сопротивления определяют деформации объекта, о т личающийс я тем, что, с цетлью повышения точности и снижения трудоемкости, чувствительный элемент изготавливают в виде круглой пластины, один электрод наносят в . центр пластины в виде точки, а другой-в виде кольца, концентрично первому, полоску света ориентируют так, что один ее конец освещает точечный электрод, а другой - коль цевой, а перемещение полоски-света осуществляют вращением ее вокруг оси, проходящей через точечный электрод .