SU1677499A1 - Чувствительный элемент дл регистрации параметров развити поверхностных трещин - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к экспериментальному исследованию напр женных состо ний в детал х машин, механизмов и сооружений и предназначено дл  регистрации параметров развити  поверхностных трещин (длины, скорости распространени  и т.д.). Цель изобретени  - повышение точности регистрации.

На фиг. 1 приведена электрическа  схема предлагаемого чувствительного элемента при четном общем количестве параллельно распределенных резисторов одинаковой длины; на фиг. 2 - то же, при нечетном общем количестве параллельно распределенных резисторов одинаковой длины; на фиг. 3 - диаграммы выходного сигнала,

Чувствительный элемент дл  регистрации параметров поверхностных трещин содержит параллельна распределенные резисторы 1.1,,..,1.п, одинаковой длины, распределенный резметивный делитель напр жени , выполненный в виде дополнительного параллельно распределенного резистора с заданным соотношением плеч 2 и 3 (меньшее плечо 2, большее плечо 3), добавочный резистор 4, входные контакты 5 и 6 и выходной контакт 7, размещенные на общей изол ционной подложке 8. При четном общем количестве параллельно распределенных резисторов одинаковой длины к одному из входных контактов 5 подключен одним выводом добавочный резистор 4 (фиг. 1), а при нечетном - к другому из входных контактов 6 (фиг. 2),

Входными контактами 5 и 6 чувствительный элемент подключен к схеме электрического моста, содержащего резисторы 9-12. Выходной контакт распределенного резистивного делител  напр жени  с заданным соотношением плеч 2 и 3, выполненный а виде дополнительного параллельно распределенного резистора, подключен к регистрирующему прибору (не показан). Распределенные резисторы 1.1,...,1.п имеют одинаковую длину, расположены параллельно с заданным шагом и соединены последовательно в виде меандра . Дополнительный параллельно распределенный резистор 1,п+1 выполнен одинаковой длины с остальными параллель- но распределенными резисторами 1.11.л.

Распределенные резисторы 1 соединены между собой двум  дополнительными распределительными резисторами, первый из которых (резистор 13) соедин ет между собой концы нечетных распределительных резисторов, а второй (резистор 14) - концы четных распределительных резисторов. Два дополнительных распределительных резистора выполнены в виде перемычек

13.113

и 14.114.

1

пер/JП 1-Т,-.о

вого 13 и второго 14 дополнительных распределительных резисторов.

В указанных двух дополнительных распределительных резисторах перемычки соединены последовательно через концы параллельно распределенных резисторов одинаковой длины, точки соединени  которых отделены друг от друга.

При четном общем количестве распределенных резисторов (фиг. 1) первый дополнительный распределительный резистор 13 подключен между меньшим плечом 2 резистивного делител  напр жени  и выходным

О контактом 6, а второй резистор 14 - между большим плечом 3 резистивного делител  напр жени  и выводом добавочного резистора 4.

При нечетном общем количестве рас5 пределенных резисторов (фиг. 2) первый до- полнительный распределительный резистор 13 подключен между большим плечом 3 резистивного делител  напр жени  и выходным контактом, а второй резистор 14 0 между меньшим плечом 2 резистивного делител  напр жени  и выводом добавочного резистора 4.

Оптимальное соотношение плеч распределенного резистивного делител  на5 пр жени , выполненного в виде дополнительного параллельно распределенного резистора, выбираетс  из услови  посто нства амплитуды выходного сигнала по всей длине регистрируемой поверхност0 ной трещины,

Чувствительный элемент работает следующим образом.

В исходном состо нии электрический мост уравновешен. При распространении

5 поверхностной трещины в направлении стрелки Р разрываетс  первый параллельно распределенный резистор 1.1, и в одно плечо (между контактами 6 и 7 - фиг. 1 и контактами 5 и 7 - фиг. 2) электрического моста

0 включаетс  перемычка 13.1. Сопротивление другого плеча (между контактами 5 и 7 - фиг. 1 и контактами 6 и 7 - фиг. 2) остаетс  неизменным . Так как сопротивление одного плеча (между контактами 6 и 7 - фиг. 1 и

5 контактами 5 и 7 - фиг. 2) электрического моста больше сопротивлени  другого плеча (между контактами 5 и 7 - фиг. 1 и контактами 6 и 7 - фиг. 2) происходит разбаланс электрического моста, и выходной сигнал в

0 измерительной диагонали измен етс  скачкообразно .

Дальнейшее распространение поверхностной трещины приводит к разрыву второго параллельно распределенного

5 резистора 1.2 и в другое плечо (между контактами 5 и 7 -- фиг. 1 и контактами 6 и 7 - фиг. 2) электрического моста включаетс  перемычка 14.1, Сопротивление одного плеча (между контактами 6 и - фиг. 1 л контактами 5 и 6 - фиг. 2) и сопротивление другого

(между контактами 5 и 7 и контактами 6 и 7) станов тс  равными. Дальнейшее распространение поверхностной трещины приводит к поочередному разрыву нечетных и четных пор дковых номеров параллельно распределенных резисторов одинаковой длины. При разрыве поверхностной трещиной одного из плеч делител  напр жени , выполненного в виде дополнительного параллельно распределенного резистора 1.П+1, в одно из плеч электрического моста включаетс  другое плечо делител  напр жени . Электрический мост окончательно тер ет равновесное состо ние. Выходной сигнал представл ет собой последовательность пр моугольных импульсов (фиг, 3), фронты нарастани  и спада которых, а также их скважность позвол ют определ ть моменты разрыва соответствующего параллельно распределенного резистора и дополнительногораспределенного резистора, выполненных одинаковой длины , т.е. судить о параметрах поверхностной трещины (моменте возникновени , длине и, следовательно, скорости развити  поверхностной трещины).

При выполнении в чувствительном элементе любого количества (четного или нечетного ) параллельно распределенных резисторов одинаковой длины, благодар  соответствующему подключению добавочного резистора, достигаетс  в исходном состо нии чувствительного элемента нулевой уровень выходного сигнала.

Выполнение резистивного делител  напр жени  в виде дополнительного параллельно распределенного резистора одинаковой длины с остальными параллельно распределенными резисторами позвол ет добитьс  точного изменени  на посто нную величину сопротивлений чувствительного элемента между одним

входным и выходным контактами при разрыве нечетных параллельно распределенных резисторов одинаковой длины, а также другим входным и выходным контактами при разрыве четных параллельно распределенных резисторов одинаковой длины, а также увеличить количество регистрирующих элементов на единицу.

Выполнение двух дополнительных распределенных резисторов в виде перемычек,

соединенных последовательно непосредственно через концы параллельно распределенных резисторов одинаковой длины, точки соединени  которых совмещены или отделены друг от друга, позвол ет увеличить сопротивление перемычек между двум  шагами при указанном подключении перемычек к схеме электрического моста.

Таким- образом, применением указан- ной схемы подключени  добавочного резистора достигаетс  баланс электрического моста в исходном состо нии при любом количестве (четном или нечетном) параллельно распределенных резисторов одинаковой длины. Величина разбаланса электрического моста при разрыве одного параллельно распределенного резистора одинаковой длины увеличиваетс  на посто нную величину, что приводит к увели- чению амплитуды выходного сигнала и изменению его на посто нную величину, следовательно, точность регистрации повышаетс .

о%/л

У/У7/Лп+1 ////, Я///, 1n ////,

U

n-1

Фаг1

o%t ±ГГ

/

/s///,iji-i7/y7,

/////.in 77//,

№

n-t

И

f.

У////1.П-1 77%.

Л

//// 1..

±U/j2i

fr

ш

.;

./

x

/////. W /////,

/ / j /////s 1.3 /////Л

/////. 1.2 /777// l ff ..r

I I

H I/ г

/ ///Лб S777/ Г.

1/J7

Ґ////.И У/777,

&/./

6/Л

Claims (3)

1.ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ РАЗВИТИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ТРЕЩИН, содержащий параллельно распределенные резисторы одинаковой длины, соединенные последовательно в виде меандра,резистивный делитель напряжения, имеющий заданное соотношение плеч, между которыми расположен выходной контакт, добавочный резистор, подключенный к одному из входных контактов, два дополнительных распределенных резистора, первый из которых соединяет между собой нечетные распределенные резисторы, а второй - четные распределенные резисторы, один из дополнительных распределенных резисторов подключен между одним из плеч резистивного делителя и добавочным резистором, а другой дополнительный распределенный резистор - между другим плечом и входным контактом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, первый дополнительный распределенный резистор подключен между меньшим плечом резистивного делителя напряжения и одним выходным контактом при четном количестве распределенных резисторов или между большим плечом резистивного делителя напряжения и другим выходным контактом мостовой схемы при нечетном количестве распределенных резисторов, а второй дополнительный распределенный резистор подключен между большим плечом резистивного делителя напряжения и выводом добавочного резистора при четном количестве распределенных резисторов или между меньшим плечом резистивного делителя напряжения и выводом добавочного резистора при нечетном количестве распределенных резисторов.

2. Чувствительный элемент по п.1, о тличающийся тем, что резистивный делитель напряжения, имеющий заданное соотношение плеч, выполнен в виде дополнительного параллельно распределенного резистора одинаковой длины с остальными параллельно распределенными резисторами чувствительного элемента.

3. Чувствительный элемент по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что два дополнительных распределенных резистора выполнены в виде перемычек, соединенных последовательно непосредственно через концы параллельно распределенных резисторов одинаковой длины, а точки соединения перемычек совмещены или отделены друг от друга.

1677499 А1