SU1733919A1

SU1733919A1 - Method of determining linear displacements

Info

Publication number: SU1733919A1
Application number: SU894733815A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Константинович Скрипицын; Валерий Семенович Иванов
Priority date: 1989-09-01
Filing date: 1989-09-01
Publication date: 1992-05-15

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерени м линейных перемещений преимущественно в длинномерных строительных конструкци х. Целью изобретени вл етс повышение точности и чувствительности температурно независимых измерений. На электропроводный стержень, св занный одним концом с перемещающимс контролируемым объектом , подают электрический ток, величину которого измен ют так, чтобы положение другого конца стержн относительно неподвижного объекта оставалось неизменным, и измер ют ИСХОДНУЮ длину стержн , а также его электрическое сопротивление до и после перемещени контролируемого объекта . По измеренным величинам с учетом известных температурных коэффициентов линейного расширени и электрического сопротивлени стержн определ ют величину линейного перемещени контролируемого объекта относительно неподвижного объекта . 1 ил. (Л СThe invention relates to a measurement technique, in particular to measurements of linear displacements predominantly in lengthy building structures. The aim of the invention is to improve the accuracy and sensitivity of temperature independent measurements. An electrical current, the magnitude of which is varied so that the position of the other end of the rod relative to the stationary object remains unchanged, is applied to an electrically conductive rod connected at one end with a moving object under control, and the RELIABLE length of the rod and its electrical resistance are measured controlled object. Based on the measured values, taking into account the known temperature coefficients of the linear expansion and the electrical resistance of the rod, the magnitude of the linear displacement of the object being monitored relative to a fixed object is determined. 1 il. (Ls

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к измерению линейных перемещений, преимущественно в длинномерных строительных конструкци х .The invention relates to a measurement technique, in particular to the measurement of linear displacements, mainly in lengthy building structures.

Известен способ измерени рассто ни между двум поверхност ми, заключающийс в том, что мерный провод с извест- ным температурным коэффициентом линейного расширени закрепл ют ча первой поверхности, провешивают с определенным нат жением и по перемещению другого конца мерного провода относительно второй поверхности с помощью отсчет- ного приспособлени , например датчика, определ ют измер емую величину.A method of measuring the distance between two surfaces is known, which means that the measuring wire with a known linear expansion temperature coefficient fixes the first surface, hangs with a certain tension and by moving the other end of the measuring wire relative to the second surface by counting A foot device, such as a sensor, is used to determine the measured value.

Недостаток этого способа - низка точность измерени из-за вли ни температуры окружающей среды.The disadvantage of this method is low measurement accuracy due to the influence of the ambient temperature.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ измерени линейных перемещений , заключающийс в том, что на контролируемом объекте закрепл ют один конец стержн с известным темпера-, турным коэффициентом линейного расширени и с помощью отсчетного устройства фиксируют положение второго конца стержн относительно неподвижного объекта до и после перемещени контролируемого объекта .The closest to the invention is the method of measuring linear displacements, which consists in fixing one end of a rod with a known temperature, linear expansion coefficient on a controlled object, and using the reading device fix the position of the second end of the rod relative to a fixed object before and after moving controlled object.

В данном способе предусматриваютс меры дл компенсации вли ни температуры на результат измерени . Дл этого па-чThis method provides for measures to compensate for the effect of temperature on the measurement result. For this pa-hr

OJ СА ОOj ca o

ЧЭChE

раллельно первому закрепл ют второй стержень с другим коэффициентом линейного расширени , а отсчетное устройство св зывают с обоими стержн ми посредством рычага, у которого рассто ни от точки его соприкосновени с отсчетным устройством до точек шарнирного соединени со стержн ми пропорциональны коэффициентам линейного расширени соответствующего провода.parallel to the first, the second rod is fixed with a different linear expansion coefficient, and the reading device is connected to both rods by means of a lever, whose distance from the point of contact with the reading device to the points of the hinged connection with the rods is proportional to the coefficients of linear expansion of the corresponding wire.

Однако известный способ характеризуетс низкой точностью измерени из-за наличи таких методических погрешностей , как погрешности чувствительности и нелинейности отсчетного устройства, погрешность из-за гистерезиса, вызванного люфтом и трением в шарнирных соединени х , а также сложностью измерительного устройства .However, the known method is characterized by low measurement accuracy due to the presence of such methodological errors as sensitivity errors and nonlinearity of the reading device, error due to hysteresis caused by backlash and friction in the hinged connections, as well as complexity of the measuring device.

Цель изобретени - повышение точности и чувствительности температурно-неза- висимых измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy and sensitivity of temperature-independent measurements.

Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу определени линейных перемещений , заключающемус в том, что на контролируемом объекте закрепл ют один конец стержн с известным температурным коэффициентом линейного расширени и с помощью отсчетного устройства фиксируют положение второго конца стержн относительно неподвижного объекта до и после перемещени контролируемого объекта, стержень выполн ют электропроводным и предварительно определ ют его температурный коэффициент электрического сопротивлени , после закреплени на контролируемом объекте на стержень подают электрический ток и при этом измер ют его электрическое сопротивление и длину, а после перемещени контролируемого объекта измер ют длину стержн изменением величины тока до восстановлени исходных показаний отсчетного устройства и вновь измер ют его электрическое сопротивление , по измеренным значени м сопро- тивлени и длины стержн с учетом известных температурных коэффициентов линейного расширени и электрического сопротивлени определ ют величину перемещени контролируемого объекта.This goal is achieved in that, according to the method of determining linear displacements, which consists in fixing one end of the rod with a known temperature coefficient of linear expansion, and using a reading device, fix the position of the second end of the rod relative to the fixed object before and after moving the object to be controlled , the rod is made electrically conductive and its electrical resistance temperature coefficient is predetermined, after fixing on the controlled object, an electric current is applied to the rod, while its electrical resistance and length are measured, and after moving the controlled object, the length of the rod is measured by changing the current until the original reading of the reading device is restored, and its electrical resistance is measured again. - the strengths and the lengths of the rod, taking into account the known temperature coefficients of linear expansion and electrical resistance, determine the magnitude of the displacement of the controlled area EKTA.

На чертеже показана схема осуществлени способа определени линейных перемещений верхнего конца колонн виброизолированного фундамента турбоагрегата крупной ТЭС вследствие монтажа оборудовани .The drawing shows the scheme for implementing the method for determining the linear displacements of the upper end of the columns of the vibration-insulated basement of a turbine unit of a large thermal power plant as a result of equipment installation.

На схеме обозначено 1 - электропроводный стержень; 2 - исследуема колонна; 3 - нижн плита фундамента; 4 - верхн The diagram shows 1 - electrically conductive rod; 2 - column under study; 3 - lower base plate; 4 - top

плита фундамента; 5 - источник тока; 6 - регул тор тока; 7 - амперметр; 8 - вольтметр; 9 - отсчетное устройство.foundation slab; 5 - current source; 6 - current regulator; 7 - ammeter; 8 - voltmeter; 9 - counting device.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Электропроводный стержень 1 с известными заранее определенными температурными коэффициентами /3 линейного расширени и а электрического сопротивлени закрепл ют в точке М на уровне конца А колонны 2 (контролируемого объекта), установленной на нижнюю плиту 3 фундамента (неподвижный объект) и нагруженной верхней плитой 4 фундамента. К концамA conductive rod 1 with known predetermined temperature coefficients / 3 linear expansion and a electrical resistance is fixed at point M at the level of the end A of the column 2 (controlled object) mounted on the bottom plate 3 of the foundation (fixed object) and loaded with the top plate 4 of the foundation. To the ends

электропроводного стержн 1 подключают источник 5 тока через последовательно включенные регул тор 6 тока и амперметр 7. С помощью регул тора 6 устанавливают величину тока, обеспечивающегоthe electrically conductive rod 1 connects the current source 5 through a series-connected current regulator 6 and an ammeter 7. Using the regulator 6, establish the amount of current that provides

нагрев электропроводного стержн 1 до некоторой температуры Тч, при которой линейное расширение его заведомо превышает ожидаемое значение деформации колонны 2. Затем с помощью отчетногоheating an electrically conductive rod 1 to a certain temperature PT, at which its linear expansion obviously exceeds the expected value of the column 2 deformation. Then, using the reporting

устройства 9 фиксируют положение точки N стержн относительно плиты 3 и измер ют с помощью амперметра 7 и вольтметра 8 электрическое сопротивление RI отрезка MN электропроводного стержн 1, а такжеThe devices 9 fix the position of the point N of the rod relative to the plate 3 and measure with an ammeter 7 and a voltmeter 8 the electrical resistance RI of the segment MN of the electrically conductive rod 1, as well as

его длину И (положение а).its length is AND (position a).

После монтажа оборудовани вследствие сжати колонны (положение б)точка N электропроводного стержн 1 сместитс вниз на величину 5, а отсчетное устройствоAfter installation of the equipment due to compression of the column (position b), point N of the electrically conductive rod 1 will shift downwards by 5, and the reading device

9 покажет рассогласование и характер деформации колонн (сжатие). Измен с помощью регул тора 6 тока нагрев электропроводного стержн 1, добиваютс изменени длины (укорочени ) отрезка MN9 will show the mismatch and nature of the column deformation (compression). Using the current regulator 6 to change the heating of the electrically conductive rod 1, change the length (shortening) of the segment MN

до восстановлени исходного показани отсчетного устройства 9 (положение в). Измер ют электрическое сопротивление R2 отрезка MN электропроводного стержн , соответствующее новой температуре until the original reading of the reading device 9 is restored (position c). Measure the electrical resistance R2 of the length MN of the conductive rod corresponding to the new temperature.

стержн .rod

Искомую величину перемещени д конца А колонны вследствие ее деформировани определ ют, использу соотношение: The desired displacement value of the end A of the column due to its deformation is determined using the relation:

«-ЈЈ(.“-ЈЈ (.

Как следует из расчетного соотношени , результат измерени не зависит от значени температуры окружающей среды. На результат измерени не вли ет также неравномерность нагрева электропроводногоAs follows from the calculated ratio, the measurement result does not depend on the value of the ambient temperature. The measurement result is also not affected by the non-uniformity of the heating of the electrically conductive

стержн и нестационарность условий теплообмена , так как электрическое сопротивление стержн вл етс интегральной оценкой температуры по всей длине на момент измерени .rod and non-stationary conditions of heat exchange, since the electrical resistance of the rod is an integral estimate of the temperature along the entire length at the time of measurement.

В данном способе реализуетс компенсационный метод измерени (метод уравновешивани ), характеризующийс простотой и минимальными методическими погрешност ми .In this method, a compensatory measurement method (equilibration method) is implemented, which is characterized by simplicity and minimal methodological errors.

Способ позвол ет определ ть линейные перемещени , составл ющие единицы микрометров при реальной длине деформируемых конструкций в несколько дес тков метров.The method allows one to determine linear displacements, which are units of micrometers with a real length of deformable structures of several tens of meters.

Claims

Invention Formula

The method of determining linear displacements, which consists in fixing one end of the rod with a known linear expansion temperature coefficient and, using a reading device, fixing the position of the second end of the rod relative to the fixed object before and after moving the object under control, which is different that, in order to increase the accuracy and sensitivity of temperature-independent measurements, the rod is made electrically conductive and its temperature is predetermined The electrical resistance coefficient, after being fixed on a controlled object, an electric current is applied to the rod while its electrical resistance and length are measured, and after moving the controlled object, the length of the rod is changed by changing the current value

before the initial readings of the reading device are restored, its electrical resistance is measured again, using the measured resistance values and the rod length, taking into account the known temperature

linear expansion coefficients and electrical resistances determine the amount of movement of the object being monitored.