SU1663410A1 - Method and apparatus for measuring deformations - Google Patents
Method and apparatus for measuring deformations Download PDFInfo
- Publication number
- SU1663410A1 SU1663410A1 SU864031347A SU4031347A SU1663410A1 SU 1663410 A1 SU1663410 A1 SU 1663410A1 SU 864031347 A SU864031347 A SU 864031347A SU 4031347 A SU4031347 A SU 4031347A SU 1663410 A1 SU1663410 A1 SU 1663410A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- electrodes
- measuring
- layer
- strain
- well
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к методам и средствам измерени деформаций и может быть использовано при статических и динамических испытани х конструкций. Цель изобретени - повышение точности измерени в услови х воздействи переменных температур, что достигаетс нанесением на поверхность контролируемого объекта чувствительного к деформаци м активного диэлектрического материала и формированием двух электродов дл подачи на них напр жени пол ризации, соответствующего максимальному значению диэлектрической проницаемости, и измерением на переменном токе емкости полученного при этом конденсатора. Повышение точности измерени деформаций достигаетс за счет использовани активного диэлектрического материала в качестве чувствительного элемента, сосредоточенного в ограниченном объеме, что снижает вли ние градиентов температур и термоударов, и работающего в широком температурном диапазоне, а также обеспечивающего более высокую чувствительность к измер емой деформации благодар проведению измерений в области максимальных значений его диэлектрической проницаемости. Способ и устройство позвол ют регистрировать относительные величины деформаций менее 10-6, а также с большей достоверностью регистрировать сложное напр женное состо ние конструкций при проведении прочностного эксперимента, а также при натурных испытани х и эксплуатации в услови х измен ющихс температур. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to methods and means for measuring deformations and can be used in static and dynamic testing of structures. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy under the conditions of exposure to variable temperatures, which is achieved by applying to the surface of a controlled object a deformation-sensitive active dielectric material and forming two electrodes for applying a polarization voltage corresponding to the maximum dielectric constant to them and measuring it on the current capacity of the resulting capacitor. Improving the accuracy of strain measurement is achieved by using an active dielectric material as a sensitive element concentrated in a limited volume, which reduces the effect of temperature gradients and thermal shocks, and operates in a wide temperature range, as well as providing higher sensitivity to the measured strain by measuring in the region of maximum values of its dielectric constant. The method and the device make it possible to record the relative magnitudes of the deformations less than 10 -6 , as well as to record with greater certainty the complex stress state of the structures when conducting the strength experiment, as well as during full-scale tests and operation under conditions of varying temperatures. 2 sec. f-ly, 2 ill.
Description
Изобретение относитс к методам и средствам измерени деформаций и может быть использовано в машиностроении при статических и динамических испытани х конструкций.The invention relates to methods and means for measuring deformations and can be used in mechanical engineering for static and dynamic structural testing.
Цель изобретени - повышение точности измерени в услови х воздействи переменных температур.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy under the conditions of exposure to variable temperatures.
Цель достигаетс тем, что на поверхность контролируемого объекта нанос т чувствительный к деформаци м материал, формируют два электрода дл измерени его электрофизического параметра, измер ют этот параметр и по этим данным определ ют деформацию объекта, а в качестве чувствительного к деформации материала используют активный диэлектрический материал . Подают на электроды посто нное напр жение пол ризации, соответствующее максимальному значению диэлектрической проницаемости В качестве измер емого электрофизического параметра используют абсолютное значение диэлектрическом проницаемости, а измерение этого значени осуществл ют путем измерени на переменном токе емкости конденсатора , образованного электродами сThe goal is achieved by applying a strain-sensitive material to the surface of a test object, forming two electrodes to measure its electrophysical parameter, measuring this parameter and determining the deformation of the object from these data, and using an active dielectric material as a sensitive material . A constant polarization voltage corresponding to the maximum dielectric constant is applied to the electrodes. The measured electrical parameter is the absolute value of the dielectric constant, and this value is measured by measuring the capacitor formed by the electrodes with alternating current.
ОABOUT
ы s
расположенным между ними участком сло активного диэлектрического материала.located between them a section of the layer of active dielectric material.
В устройстве дл измерени деформаций , содержащем слой чувствительного к деформации материала и два электрода, размещенные в этом слое, слой чувствительного к деформации материала выполнен из активного диэлектрического материала, а электроды размещены на обеих боковых поверхност х этого сло .In a device for measuring deformations, comprising a layer of a deformation-sensitive material and two electrodes placed in this layer, the layer of a deformation-sensitive material is made of an active dielectric material, and the electrodes are placed on both side surfaces of this layer.
На фиг. 1 представлена структурна схема устройства, реализующего способ измерени деформаций; на фиг. 2 - график зависимости относительного изменени емкости (5С от величины деформации г дл различного напр жени и пол ризации материала ЦТС-19,FIG. 1 shows a block diagram of a device implementing a method for measuring deformations; in fig. 2 is a plot of the relative change in capacitance (5C on the magnitude of the deformation g for different voltages and polarization of the PZT-19 material,
Устройство дл измерени деформаций (фиг. 1) содержит источник 1 посто нного напр жени , соединенный с входом регул тора 2 величины пол ризующего пол . Выход регул тора 2 соединен с электродами 3, между которыми размещен слой 4 активного диэлектрического материала, например, пьезокерамики. При этом электроды 3 размещены на двух боковых сторонах сло 4 на главной оси деформаций и образуют конденсатор с расположенным между ними участком сло 4 активного диэлектрического материала. Электроды 3 образуют со слоем 4 диэлектрика единую конструкцию, которую закрепл ют клеевым соединением 5 на контролируемом участке конструкцииA device for measuring deformations (Fig. 1) contains a constant voltage source 1 connected to the input of a regulator 2 of the value of a polarizing field. The output of the regulator 2 is connected to the electrodes 3, between which a layer 4 of active dielectric material, for example, piezoceramics, is placed. In this case, the electrodes 3 are placed on two lateral sides of the layer 4 on the main axis of deformations and form a capacitor with a portion of the layer 4 of active dielectric material located between them. Electrodes 3 form with a dielectric layer 4 a single structure, which is fixed by adhesive bonding 5 in a controlled part of the structure
6.Электроды 3 подключены к соединенным последовательно согласующему устройству6. The electrodes 3 are connected to the connected in series matching device
7,усилителю 8 переменного напр жени и измерительному блоку 9.7, the AC amplifier 8 and the measuring unit 9.
Способ осуществл ют с помощью описанного устройства следующим образом,The method is carried out using the described device as follows.
При подаче пол ризующего напр жени с источника 1 посто нного напр жени через регул тор 2 величины пол ризующего пол Е на электроды 3 измен ютс электрофизические параметры сло 4 активного диэлектрического материала. В частности, увеличиваетс значение диэлектрической проницаемости е пропорционально подаваемому напр жению U на электроды 3. Это приводит к увеличению емкости С конденсатора , образованного электродами с расположенным между ними участком сло 4 активного диэлектрического материала. Величина емкости С зависит от геометрических параметров конденсатора (рассто ни между электродами) и диэлектрической проницаемости е материала. В свою очередь изменение диэлектрической проницаемости де определ етс величиной деформации г контролируемого издели 6, котора When a polarizing voltage is applied from a constant voltage source 1 through the regulator 2, the magnitude of the polarizing field E to the electrodes 3, the electrophysical parameters of the layer 4 of active dielectric material change. In particular, the value of the dielectric constant e increases in proportion to the applied voltage U to the electrodes 3. This leads to an increase in the capacitance C of the capacitor formed by the electrodes with a portion of the active dielectric material layer located between them. The value of capacitance C depends on the geometrical parameters of the capacitor (the distance between the electrodes) and the dielectric constant e of the material. In turn, the change in dielectric constant is determined by the strain value g of the test article 6, which
передаетс от него к преобразователю через клеевое соединение 5. Чем больше начальна величина емкости С (соответственно f ), тем большее абсолютное ее изменение будет происходить при деформации г. Измерение емкости С конденсатора провод т на переменном токе. Сигнал, пропорциональный изменению емкости д С, через согласующее устройство 7It is transmitted from it to the converter through an adhesive joint 5. The larger the initial value of capacitance C (respectively, f), the greater its absolute change will occur during deformation. The capacitance C of capacitor is measured with alternating current. The signal is proportional to the change in capacitance d C through a matching device 7
0 усиливают усилителем 8 и регистрируют измерительным блоком 9.0 amplify the amplifier 8 and register the measuring unit 9.
Повышение точности измерени деформаций достигаетс за счет использовани активного диэлектрического материала в ка5 честве чувствительного элемента, сосредоточенного в ограниченном объеме, что снижает вли ние градиентов температур и термоударов, и работающего в широком температурном диапазоне, а также обеспе0 чивающего более высокую чувствительность к измер емой деформации благодар проведению измерений в области максимальных значений его диэлектрической проницаемости. Способ и устройство позво5 л ют регистрировать относительные величины деформаций менее 10 , а также с большей достоверностью регистрировать сложное напр женное состо ние конструкций при проведении прочностного экспери0 мента, а также натурных их испытани х и эксплуатацииImproving the accuracy of strain measurement is achieved by using an active dielectric material as a sensitive element concentrated in a limited volume, which reduces the effect of temperature gradients and thermal shocks, and operating in a wide temperature range, as well as providing a higher sensitivity to the measured strain due to measurements in the region of maximum values of its dielectric constant. The method and the device allow to register the relative values of deformations less than 10, as well as to record with greater certainty the complex stress state of the structures during the strength experiment, as well as their field testing and operation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU864031347A SU1663410A1 (en) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | Method and apparatus for measuring deformations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU864031347A SU1663410A1 (en) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | Method and apparatus for measuring deformations |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1663410A1 true SU1663410A1 (en) | 1991-07-15 |
Family
ID=21224228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU864031347A SU1663410A1 (en) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | Method and apparatus for measuring deformations |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1663410A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5499541A (en) * | 1993-07-23 | 1996-03-19 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelectric force sensor |
-
1986
- 1986-03-03 SU SU864031347A patent/SU1663410A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 842397, кл. G 01 В 7/20, 1979. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5499541A (en) * | 1993-07-23 | 1996-03-19 | Robert Bosch Gmbh | Piezoelectric force sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2377869A (en) | Apparatus and method for measuring work | |
| US5396166A (en) | Fiber optic interferometric electric field and voltage sensor utilizing an electrostrictive transducer | |
| CN112964242B (en) | System and method for testing mechanical coupling error of quartz tuning fork gyroscope gauge head | |
| SU1663410A1 (en) | Method and apparatus for measuring deformations | |
| Kumme | Dynamic force measurement in practical applications | |
| SU1513084A1 (en) | Apparatus for determining resistance of soil in static probing | |
| SU551522A1 (en) | Force measuring device | |
| SU1651193A1 (en) | Method for measuring acoustic signal parameters in media and device thereof | |
| SU1663406A1 (en) | Method for measuring deformation of structure and device thereof | |
| SU563559A1 (en) | Tensometer | |
| SU1136010A1 (en) | Piezooptical deformation meter | |
| Reddy et al. | A highly sensitive noncontacting electromagnetic device for detecting dynamic stress in structures | |
| SU1174836A1 (en) | Device for measuring coefficient of contact friction of polymeric material | |
| SU1663405A1 (en) | Method of detection of part deformations | |
| LONSDALE et al. | STRAIN MEASUREMENT WITH | |
| Lonsdale et al. | Strain Measurement with Surface Acoustic Wave (Saw) Resonators | |
| SU724945A1 (en) | Mechanical stress measuring device | |
| SU1490590A1 (en) | Device for continuous monitoring of wear of metal friction pairs | |
| JPS60187834A (en) | Force detection apparatus | |
| SU920361A1 (en) | Polymeric material physical parameter checking transducer | |
| SU1605146A1 (en) | Pressure transducer | |
| SU1056083A1 (en) | Oscillographic method of segnetoelectric dielectric hysteresis loop determination | |
| Kuttner et al. | Deformation Transducers | |
| SU1615582A1 (en) | Device for measuring pressure | |
| SU1136045A1 (en) | Device for measuring pressure |