WO2012169921A1 - Тензометрический датчик (варианты) - Google Patents
Тензометрический датчик (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- WO2012169921A1 WO2012169921A1 PCT/RU2011/000393 RU2011000393W WO2012169921A1 WO 2012169921 A1 WO2012169921 A1 WO 2012169921A1 RU 2011000393 W RU2011000393 W RU 2011000393W WO 2012169921 A1 WO2012169921 A1 WO 2012169921A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- cylinder
- photoelastic
- photoelastic element
- load
- sensor according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
- G01B11/18—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge using photoelastic elements
Definitions
- the invention relates to instrumentation, in particular, for measuring deformations (stresses) in various structures using polarization-optical converters, and can be used in construction, transport, industrial production, and control -measurement equipment.
- piezoelectric transducers used to measure deformations have the highest sensitivity compared to others, for example, with strain gauge transducers (Slesinger II, Piezoelectric transducers. Measuring technique, 1985, 1, p. 45-48).
- the closest in technical essence to the proposed strain gauge sensor is a piezoelectric strain gauge transducer (Patent Application X ° 20101 16023 of 04/23/2010, decision to grant a patent of 02/02/2011 1).
- the transducer consists of a load element fixed on the controlled object, a piezoelectric transducer that converts the voltage on the photoelastic element into an electrical signal, and a signal processing unit.
- the load element is a plate that provides a concentration of stresses on the photoelastic element, the photoelastic element is fixed in the plate in a deliberately loaded state and so that the initial force load acts in two mutually perpendicular directions.
- the disadvantage of this strain gauge transducer is that it allows you to measure strains that occur only in the direction of the axis of the plate.
- the transducer is not sensitive to deformations that occur in the direction perpendicular to the axis of the plate.
- Another disadvantage of the converter is that in the absence of external deformations, but with different coefficients of thermal expansion of the materials of the plate and the controlled object, stresses (signal) will arise in the converter due to a change in the temperature of the converter and the controlled object.
- the objective of the invention is to create a strain gauge sensor, which with equally high sensitivity measures strains that occur in two mutually perpendicular directions and in which due to the construction the effect of thermal compensation is achieved, including for the case of using different materials of the load element and the controlled object .
- EFFECT expansion of functional capabilities, simplification of a design, increase of its reliability and accuracy of strain measurement.
- the load element is a hollow cylinder with four by longitudinal sections that do not violate the integrity of the cylinder
- the photoelastic element of the piezoelectric transducer is fixed in the cylinder so that the optical axis of the piezoelectric transducer coincides with the cylinder axis and is perpendicular to the plane of the measured strains.
- the presence of four longitudinal sections in the hollow cylinder of the load element ensures the fastening of the photoelastic element in the plate due to the fact that the external diameter of the photoelastic element exceeds the internal diameter of the seat inside the hollow cylinder by an amount sufficient for rigid fastening due to the elasticity of the walls of the cylinder.
- the cylinder walls elastically move apart due to four cuts in the cylinder and the elasticity of the cylinder material. After installation, the photoelastic element is clamped by the walls of the cylinder, which ensures the operation of the strain gauge, both in compression and in tension.
- the photoelastic element may be in the form of a cylinder or a truncated cone.
- the greatest efficiency of the transfer of deformation to the photoelastic element is achieved in a design that ensures the location of the photoelastic element at the surface level of the controlled object.
- the seat of the photoelastic element can be formed by protrusions on the inner surface of the cylinder, which, when the photoelastic element is in the form of a truncated cone, form a cone-shaped opening, the axis of which coincides with the axis of the cylinder, and the angles of the cone of the hole and the cone of the photoelastic element coincide and are equal to the Morse cone, and the average diameter of the photoelastic element exceeds the average diameter of the hole by reason enough for rigid fastening due to the elasticity of the cylinder walls.
- the protrusions on the inner surface of the cylinder provide stress concentration on the photoelastic element in two mutually perpendicular directions, which increases the sensitivity of the transducer.
- the protrusions can be made in the form of ribs with a reduced contact area with the photoelastic element.
- fused silica with a high compressive fracture threshold can be used, which provides a high dynamic range of strain measurements and the reliability of the transducer.
- a load element with a piezoelectric transducer is fixed on the controlled object so that the axis of the piezoelectric transducer is perpendicular to the plane of the measured strains.
- the image of the controlled object is transmitted to the cylinder walls and through them to the photoelastic element of the piezoelectric transducer.
- the load element is provided with external protrusions with mounting holes for fastening to the controlled object.
- teeth lying in the same plane can be made.
- the measurement of stresses for example, in a reinforced concrete beam
- a more convenient way of fixing the load element is to fix it inside the mounting hole made in a controlled object, which can be either through or dull.
- the outer surface of the hollow cylinder of the load element is made in the form of a Morse cone.
- the mounting hole in the controlled object can be in the form of a cylinder or Morse cone, while the average diameter of the mounting hole should be equal to the average diameter of the Morse cone of the load element.
- the sensor Since the photoelastic element is initially compressed, the sensor with the same sensitivity works both in compression and in tension. In this case, due to the presence of cuts in the cylinder walls, the photo-elastic element is clamped in two mutually perpendicular directions lying in a plane parallel to the plane of the measured strains. Deformation of the controlled object that occurs along any of these directions leads to anisotropic compression or extension of the photoelastic element, which, in turn, leads to the appearance of a signal at the output of the piezoelectric transducer proportional to the magnitude of the deformations.
- the photoelastic element When the temperature of both the cylinder and the controlled object changes, the photoelastic element is compressed or expanded isotropically, which does not lead to a rotation of the polarization vector of the initially polarized light beam passing through the photoelastic element. Due to this, the temperature independence of the sensor readings is achieved.
- the proposed set of features that determines the design of the strain gauge allows achieving the claimed technical result: expanding its functionality, simplifying the design, increasing its reliability and accuracy of measuring deformations in the controlled object.
- the figure 1 shows the design of the sensor with a photoelastic element made in the form of a cylinder, where 1 is the load element (cylinder), 2 are the outer protrusions with mounting holes, 3 is a photoelastic element.
- 1 is the load element (cylinder)
- 2 are the outer protrusions with mounting holes
- 3 is a photoelastic element.
- Four longitudinal sections 4 along the axis of the cylinder are made in the walls of the cylinder, which do not violate the integrity of the cylinder. Thanks to the cuts, the photoelastic element is clamped in two mutually perpendicular directions X and Y.
- the piezoelectric transducer is located inside the cylinder so that its optical axis 5 coincides with the axis of the cylinder.
- the teeth 7 are made on the outer protrusions 2.
- the figure 2 shows the design of the sensor, in which the photoelastic element 3 has the shape of a cylinder, and on the inner walls of the cylinder of the load element there are protrusions 8 also forming a cylindrical surface (seat) for attaching the photoelastic element, the axis of the photoelastic element and the axis cylinder seat match.
- Figure 3 shows the design of the sensor with a photoelastic element 3 made in the form of a Morse cone, the protrusions 8 on the inner surface of the cylinder of the load element also form a Morse cone, while the optical axis 5 of the photoelastic element 3 coincides with the axis of the cylinder.
- the figure 4 shows the design of the sensor with a photoelastic element 3 made in the form of a Morse cone, on the inner surface of the cylinder of the loading element there are ribs 8 with a reduced contact area with the photo- elastic element 3 forming a Morse cone for attaching the photoelastic element 3.
- Figure 5 shows a variant of the design of the sensor with a load element 1, in which the outer surface is made in the form of a Morse cone for mounting inside the mounting hole, in a controlled object 6.
- Figure 6 shows the design of the sensor, in which the photoelastic element 3 is located at the level of the surface of the controlled object 6.
- the load element 1 is fixed on the surface of the test object 6 by means of external protrusions 2 with mounting holes and teeth 7 or by means of a Morse cone inside the mounting hole made in the test object 6.
- the deformation of the cylinder walls is transmitted to the photoelastic element 3, which leads to additional compression (+ ⁇ ⁇ > ) or stretching (- ⁇ ⁇ , ⁇ ) of the photoelastic element, where 6a x> y is the change in the stress in the photoelastic element in the direction X or ⁇ .
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Тензометрический датчик включает в себя нагрузочный элемент, закрепляемый на контролируемом объекте, пьезооптический преобразователь, преобразующий в электрический сигнал величину напряжений на фотоупругом элементе, который закреплен в заведомо нагруженном состоянии и таким образом, что, действие исходной силовой нагрузки осуществляется в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и блок обработки сигнала, причем нагрузочный элемент представляет собой полый цилиндр с не менее, чем четырьмя продольными разрезами, не нарушающими целостности цилиндра, а фотоупругий элемент пьезооптического преобразователя закреплен в цилиндре таким образом, что оптическая ось пьезооптического преобразователя совпадает с осью цилиндра и перпендикулярна плоскости измеряемых напряжений.
Description
ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК (ВАРИАНТЫ)
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частно- сти, для измерения деформаций (напряжений) в различных конструкциях по- средством поляризационно-оптических преобразователей, и может быть исполь- зовано в строительстве, на транспорте, в промышленных производствах, в кон- трольно-измерительной аппаратуре.
Известно, что пьезооптические преобразователи, используемые для изме- рения деформаций (напряжений), обладают наибольшей чувствительностью по сравнению с другими, например, с тензорезистивными преобразователями (Сле- зингер И.И. Пьезооптические измерительные преобразователи. Измерительная техника, 1985, 1, с. 45-48).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому тензомет- рическому датчику является пьезооптический тензометрический преобразова- тель (Заявка на патент Х° 20101 16023 от 23.04.2010, решение о выдаче патента от 02.02.201 1). Преобразователь состоит из нагрузочного элемента, закрепляе- мого на контролируемом объекте, пьезооптического преобразователя, преобра- зующего величину напряжений на фотоупругом элементе в электрический сиг- нал, и блока обработки сигнала. Нагрузочный элемент представляет собой пла- стину, обеспечивающую концентрацию напряжений на фотоупругом элементе, фотоупругий элемент закреплен в пластине в заведомо нагруженном состоянии и таким образом, что, действие исходной силовой нагрузки осуществляется в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Недостатком данного тензометрического преобразователя является то, что он позволяет измерять деформации, возникающие только в направлении оси пластины. Преобразователь не чувствителен к деформациям, возникающим в направлении перпендикулярном оси пластины. Другим недостатком преобразо- вателя является то, что при отсутствии внешних деформаций, но при разных ко- эффициентах температурного расширения материалов пластины и контролируе- мого объекта в преобразователе будут возникать напряжния (сигнал), связанные с изменением температуры преобразователя и контролируемого объекта.
Задача изобретения заключается в создании тензометрического датчика, который с одинаково высокой чувствительностью измеряет деформации, возни- кающие в двух взаимно перпендикулярных направлениях и в котором за счет конструкции достигается эффект термокомпенсации, в том числе, для случая ис- пользования различных материалов нагрузочного элемента и контролируемого объекта.
Технический результат - расширение функциональных возможностей, упрощение конструкции, повышение её надежности и точности измерения де- формаций.
Поставленная задача решена за счет того, что в известном устройстве, включающем нагрузочный элемент, закрепляемый на контролируемом объекте, и пьезооптический преобразователь, преобразующий в электрический сигнал величину напряжений на фотоупругом элементе, который закреплен в заведомо нагруженном состоянии и таким образом, что действие исходной силовой на- грузки осуществляется в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и блок обработки сигнала, согласно изобретению нагрузочный элемент, представляет собой полый цилиндр с четырьмя продольными разрезами, не нарушающими целостности цилиндра, а фотоупругий элемент пьезооптического преобразова- теля закреплен в цилиндре таким образом, что оптическая ось пьезооптического преобразователя совпадает с осью цилиндра и перпендикулярна плоскости из- меряемых деформаций.
Наличие четырех продольных разрезов в полом цилиндре нагрузочного элемента обеспечивает закрепление фотоупругого элемента в пластине в заве- домо нагруженном состоянии за счет того, что внешний диаметр фотоупругого элемента, превышает внутренний диаметр посадочного места внутри полого ци- линдра на величину, достаточную для жесткого крепления за счет упругости стенок цилиндра. При монтаже фотоупругого элемента внутри нагрузочного элемента стенки цилиндра упруго раздвигаются, благодаря четырем разрезам в цилиндре и упругости материала цилиндра. После монтажа фотоупругий эле- мент зажат стенками цилиндра, что обеспечивает работу тензометрического дат- чика, как на сжатие, так и на растяжение. Четыре продольных разреза в полом цилиндре нагрузочного элемента обеспечивают также действие исходной сило-
вой нагрузки на фотоупругий элемент в двух взаимно перпендикулярных на- правлениях. Это, в свою очередь, обеспечивает неизменность распределения на- пряжений в фотоупругом элементе при деформациях, связанных с изменением температуры, как самого цилиндра, так и контролируемого объекта, что, в свою очередь, обеспечивает температурную независимость сигнала.
Фотоупругий элемент может иметь форму цилиндра или усеченного ко- нуса.
Наибольшая эффективность передачи деформации на фотоупругий эле- мент достигается в конструкции, обеспечивающей расположение фотоупругого элемента на уровне поверхности контролируемого объекта.
Для повышения надежности крепления фотоупругого элемента и повы- шения чувствительности преобразователя посадочное место фотоупругого эле- мента может быть образовано выступами на внутренней поверхности цилиндра, которые в случае выполнения фотоупругого элемента в виде усеченного конуса, образуют конусовидное отверстие, ось которого совпадает с осью цилиндра, причем углы конуса отверстия и конуса фотоупругого элемента совпадают и равны конусу Морзе, а средний диаметр фотоупругого элемента, превышает средний диаметр отверстия на величину, достаточную, для жесткого крепления за счет упругости стенок цилиндра.
Выступы на внутренней поверхности цилиндра обеспечивают концентра- цию напряжений на фотоупругом элементе в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает чувствительность преобразователя.
Для большей концентрации напряжений на фотоупругом элементе вы- ступы могут быть выполнены в виде ребер с уменьшенной площадью контакта с фотоупругим элементом.
В качестве материала фотоупругого элемента может быть использован, например, плавленый кварц, обладающий высоким порогом разрушения на сжа- тие, что обеспечивает высокий динамический диапазон измерений деформаций и надежность преобразователя.
Нагрузочный элемент с пьезооптическим преобразователем закрепляется на контролируемом объекте таким образом, чтобы ось пьезооптического преоб- разователя была перпендикулярна плоскости измеряемых деформаций. Дефор-
мация контролируемого объекта передается стенкам цилиндра и через них - фо- тоупругому элементу пьезооптического преобразователя.
Нагрузочный элемент снабжен наружными выступами с монтажными от- верстиями для крепления к контролируемому объекту. Для повышения надеж- ности крепления нагрузочного элемента на наружных выступах могут быть вы- полнены зубья, лежащие в одной плоскости.
В некоторых случаях измерения напряжений, например, в железобетон- ной балке, более удобным способом крепления нагрузочного элемента является его закрепление внутри монтажного отверстия, выполненного в контролируемом объекте, которое может быть как сквозным, так и глухим. В этом варианте кон- струкции датчика наружная поверхность полого цилиндра нагрузочного элемен- та выполнена в виде конуса Морзе. Монтажное отверстие в контролируемом объекте может иметь форму цилиндра или конуса Морзе, при этом средний диа- метр монтажного отверстия должен быть равен среднему диаметру конуса Мор- зе нагрузочного элемента.
Так как фотоупругий элемент изначально сжат, то датчик с одинаковой чувствительностью работает как на сжатие, так и на растяжение. При этом фото- упругий элемент благодаря наличию разрезов в стенках цилиндра зажат в двух взаимно перпендикулярных направлениях, лежащих в плоскости, параллельной плоскости измеряемых деформаций. Деформация контролируемого объекта, возникающая вдоль любого из указанных направлений, приводит к анизотроп- ному сжатию или растяжению фотоупругого элемента, что, в свою очередь, при- водит к возникновению сигнала на выходе пьезооптического преобразователя, пропорциональному величине деформаций. При изменении же температуры, как цилиндра, так и контролируемого объекта, фотоупругий элемент сжимается или разжимается изотропно, что не приводит к повороту вектора поляризации ис- ходно поляризованного светового луча при прохождении через фотоупругий элемент. Благодаря этому достигается температурная независимость показаний датчика.
За счет предлагаемого размещения и крепления фотоупругого элемента в полом цилиндре нагрузочного элемента, формы выполнения нагрузочного эле- мента (цилиндра) и способа его крепления на контролируемом объекте, исклю-
чения дополнительных термокомпенсационных устройств достигается упроще- ние конструкции, расширение функциональных возможностей (измерение де- формаций в двух взаимно перпендикулярных направлениях) и повышение точ- ности измерений деформации.
Таким образом, предлагаемая совокупность признаков, определяющая конструкцию тензометрического датчика, позволяет достичь заявленного техни- ческого результата: расширения его функциональных возможностей, упрощения конструкции, повышения ее надежности и точности измерения деформаций в контролируемом объекте.
Описание устройства поясняется фигурами 1, 2, 3, 4, 5, 6.
На фигуре 1 показана конструкция датчика с фотоупругим элементом, выполненным в виде цилиндра, где 1— нагрузочный элемент (цилиндр), 2— наружные выступы с монтажными отверстиями, 3 - фотоупругий элемент. В стенках цилиндра выполнены четыре продольных разреза 4 вдоль оси цилиндра, не нарушающие целостности цилиндра. Благодаря разрезам, фотоупругий эле- мент зажат в двух взаимно перпендикулярных направлениях X и Y. Пьезоопти- ческий преобразователь расположен внутри цилиндра так, что его оптическая ось 5 совпадает с осью цилиндра. Для повышения надежности крепления нагру- зочного элемента 1 к контролируемому объекту 6 на наружных выступах 2 вы- полнены зубья 7.
На фигуре 2 показана конструкция датчика, в котором фотоупругий эле- мент 3 имеет форму цилиндра, а на внутренних стенках цилиндра нагрузочного элемента выполнены выступы 8 также образующие цилиндрическую поверх- ность (посадочное место) для крепления фотоупругого элемента, при этом ось фотоупругого элемента и ось цилиндра посадочного места совпадают.
На фигуре 3 показана конструкция датчика с фотоупругим элементом 3, выполненным в виде конуса Морзе, выступы 8 на внутренней поверхности ци- линдра нагрузочного элемента также образуют конус Морзе, при этом оптиче- ская ось 5 фотоупругого элемента 3 совпадает с осью цилиндра.
На фигуре 4 показана конструкция датчика с фотоупругим элементом 3, выполненным в виде конуса Морзе, на внутренней поверхности цилиндра нагру- зочного элемента имеются ребра 8 с уменьшенной площадью контакта с фото-
упругим элементом 3, образующие конус Морзе для крепления фотоупругого элемента 3.
На фигуре 5 показан вариант конструкции датчика с нагрузочным эле- ментом 1 , у которого внешняя поверхность выполнена в виде конуса Морзе для крепления внутри монтажного отверстия, в контролируемом объекте 6.
На фигуре 6 показана конструкция датчика, в котором фотоупругий эле- мент 3 расположен на уровне поверхности контролируемого объекта 6.
Тензометрический датчик работает следующим образом.
Нагрузочный элемент 1 закрепляют на поверхности исследуемого объек- та 6 посредством наружных выступов 2 с монтажными отверстиями и зубьями 7 или посредством конуса Морзе внутри монтажного отверстия, выполненного в исследуемом объекте 6. Деформация растяжения или сжатия, возникающая в контролируемом объекте в направлении X или Y, передается цилиндру 1 через места крепления. Деформация стенок цилиндра передается на фотоупругий эле- мент 3, что приводит к дополнительному сжатию (+δσχ> ) или растяжению (- δσχ,γ) фотоупругого элемента, где 6ах>у - изменение величины напряжения в фо- тоупругом элементе в направлении X или Υ.
В результате в пьезооптическом преобразователе возникает дополнитель- ная разность фаз ±δΑ между взаимно перпендикулярными компонентами поля- ризации луча, прошедшего сквозь фотоупругий элемент, что приводит к измене- нию электрического сигнала на выходе фотоприемника пьезооптического пре- образователя, который регистрируется, обрабатывается блоком обработки сиг- нала и выводится на индикаторную панель.
Claims
1. Тензометрический датчик, включающий нагрузочный элемент, закреп- ляемый на контролируемом объекте, пьезооптический преобразователь, преоб- разующий в электрический сигнал величину напряжений на фотоупругом эле- менте, который закреплен в заведомо нагруженном состоянии и таким образом, что, действие исходной силовой нагрузки осуществляется в двух взаимно пер- пендикулярных направлениях, и блок обработки сигнала, отличающийся тем, что нагрузочный элемент представляет собой полый цилиндр с четырьмя про- дольными разрезами, не нарушающими целостности цилиндра, расположенны- ми попарно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, а фотоупругий эле- мент пьезооптического преобразователя закреплен в цилиндре таким образом, что оптическая ось пьезооптического преобразователя совпадает с осью цилинд- ра и перпендикулярна плоскости измеряемых напряжений.
2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что фотоупругий элемент, выпол- ненный в форме цилиндра, имеет внешний диаметр, превышающий диаметр по- садочного места внутри полого цилиндра нагрузочного элемента на величину достаточную для жесткого крепления фотоупругого элемента за счет упругости стенок цилиндра.
3. Датчик по п.2., отличающийся тем, посадочное место фотоупругого элемента, выполненного в форме цилиндра, образовано выступами на стенках полого цилиндра нагрузочного элемента.
4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что фотоупругий элемент выполнен в форме усеченного конуса, а на внутренней поверхности цилиндра нагрузочно- го элемента имеются выступы для крепления фотоупругого элемента, образую- щие конусовидное отверстие, ось которого совпадает с осью цилиндра и с осью фотоупругого элемента, при этом углы конуса отверстия и конуса фотоупругого элемента совпадают и равны конусу Морзе.
5. Датчик по п. 3 или п. 4, отличающийся тем, что выступы могут быть выполнены в виде ребер с уменьшенной площадью контакта с фотоупругим элементом.
6. Датчик по п.1, отличающийся тем, нагрузочный элемент снабжен на- ружными выступами с монтажными отверстиями для крепления к контролируе- мому объекту.
7. Датчик по п.6, отличающийся тем, что для повышения надежности крепления нагрузочного элемента на наружных выступах выполнены зубья.
8. Датчик по п.1, отличающийся тем место крепления фотоупругого эле- мента обеспечивает его размещение на уровне поверхности контролируемого объекта.
9. Тензометрический датчик, включающий нагрузочный элемент, закреп- ляемый на контролируемом объекте, пьезооптический преобразователь, преоб- разующий в электрический сигнал величину напряжений на фотоупругом эле- менте, который закреплен в заведомо нагруженном состоянии и таким образом, что, действие исходной силовой нагрузки осуществляется в двух взаимно пер- пендикулярных направлениях, и блок обработки сигнала, отличающийся тем, что нагрузочный элемент представляет собой полый цилиндр с четырьмя про- дольными разрезами, не нарушающими целостности цилиндра, а фотоупругий элемент пьезооптического преобразователя закреплен в цилиндре таким обра- зом, что оптическая ось пьезооптического преобразователя совпадает с осью ци- линдра и перпендикулярна плоскости измеряемых напряжений, при этом на- ружная поверхность нагрузочного элемента, размещаемого внутри контроли- руемого объекта, выполнена в виде конуса Морзе.
10. Датчик по п.9, отличающийся тем, что фотоупругий элемент, выпол- нен в форме цилиндра и имеет внешний диаметр, превышающий диаметр поса- дочного места внутри полого цилиндра нагрузочного элемента, на величину достаточную для жесткого крепления фотоупругого элемента за счет упругости стенок цилиндра.
1 1. Датчик по п. 10., отличающийся тем, посадочное место фотоупругого элемента, выполненного в форме цилиндра, образовано выступами на стенках полого цилиндра нагрузочного элемента.
12. Датчик по п.9, отличающийся тем, что фотоупругий элемент выпол- нен в форме усеченного конуса, а на внутренней поверхности цилиндра нагру- зочного элемента имеются выступы для крепления фотоупругого элемента, об- разующие конусовидное отверстие, ось которого совпадает с осью цилиндра, при этом углы конуса отверстия и конуса фотоупругого элемента совпадают и равны конусу Морзе.
13. Датчик по п. 1 1 или 12, отличающийся тем, что выступы могут быть выполнены в виде ребер с уменьшенной площадью контакта с фотоупругим элементом.
14. Датчик по п.9, отличающийся тем, что место крепления фотоупругого элемента обеспечивает его размещение на уровне поверхности контролируемо- го объекта
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2011/000393 WO2012169921A1 (ru) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Тензометрический датчик (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2011/000393 WO2012169921A1 (ru) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Тензометрический датчик (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2012169921A1 true WO2012169921A1 (ru) | 2012-12-13 |
Family
ID=47296272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2011/000393 WO2012169921A1 (ru) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Тензометрический датчик (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2012169921A1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3994598A (en) * | 1975-09-15 | 1976-11-30 | Reytblatt Zinovy V | Photoelastic strain gauge coating |
| EP1451544B1 (en) * | 2001-12-07 | 2005-03-23 | Alliant Techsystems Inc. | Measuring shear stress at an interface with two walls and two crossed sensor elements |
| RU55963U1 (ru) * | 2006-03-16 | 2006-08-27 | Федеральное государственное учреждение "61 Научно-исследовательский испытательный институт (Железнодорожных войск)" Министерства обороны Российской Федерации | Тензометрический датчик перемещений |
| RU63525U1 (ru) * | 2006-12-19 | 2007-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Тензометрическое устройство для измерения составляющих сил и моментов сил в динамике твердого тела |
| RU2422786C1 (ru) * | 2010-04-23 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ФИРМА ПОДИЙ" (ООО "ФИРМА ПОДИЙ") | Тензометрический преобразователь |
-
2011
- 2011-06-07 WO PCT/RU2011/000393 patent/WO2012169921A1/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3994598A (en) * | 1975-09-15 | 1976-11-30 | Reytblatt Zinovy V | Photoelastic strain gauge coating |
| EP1451544B1 (en) * | 2001-12-07 | 2005-03-23 | Alliant Techsystems Inc. | Measuring shear stress at an interface with two walls and two crossed sensor elements |
| RU55963U1 (ru) * | 2006-03-16 | 2006-08-27 | Федеральное государственное учреждение "61 Научно-исследовательский испытательный институт (Железнодорожных войск)" Министерства обороны Российской Федерации | Тензометрический датчик перемещений |
| RU63525U1 (ru) * | 2006-12-19 | 2007-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Тензометрическое устройство для измерения составляющих сил и моментов сил в динамике твердого тела |
| RU2422786C1 (ru) * | 2010-04-23 | 2011-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ФИРМА ПОДИЙ" (ООО "ФИРМА ПОДИЙ") | Тензометрический преобразователь |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | Flexible optical fiber Fabry–Perot interferometer based acoustic and mechanical vibration sensor | |
| CN102162757B (zh) | 一种光纤光栅土压力传感器 | |
| RU2422786C1 (ru) | Тензометрический преобразователь | |
| WO2014169540A1 (zh) | 非等截面悬臂梁压电式加速度传感器 | |
| KR101361737B1 (ko) | 반도체형 스트레인 게이지를 이용한 변형 측정 장치 | |
| US20120069324A1 (en) | High resolution large displacement/crack sensor | |
| CN203732039U (zh) | 集成温度自补偿的光纤光栅应变传感器 | |
| Fu et al. | Fiber optic acoustic emission sensor and its applications in the structural health monitoring of CFRP materials | |
| Duan et al. | FBG smart bolts and their application in power grids | |
| RU2454642C1 (ru) | Тензометрический датчик (варианты) | |
| RU115474U1 (ru) | Устройство для измерения механических напряжений | |
| RU111646U1 (ru) | Устройство для измерения механических напряжений | |
| Li et al. | A diaphragm-type highly sensitive fiber Bragg grating force transducer with temperature compensation | |
| KR20110105301A (ko) | 변형률계를 구비한 온도 보상 로드 셀 | |
| RU2530467C1 (ru) | Тензометрический датчик | |
| WO2012169921A1 (ru) | Тензометрический датчик (варианты) | |
| JP2004316093A (ja) | 緊張材の定着部構造及び緊張材の応力測定方法 | |
| RU113828U1 (ru) | Устройство для измерения механических напряжений | |
| RU111629U1 (ru) | Устройство для измерения механических напряжений (варианты) | |
| RU2530466C1 (ru) | Тензометрический преобразователь | |
| Li et al. | A temperature-independent force transducer using one optical fiber with multiple Bragg gratings | |
| CN105091729B (zh) | 一种采用因瓦钢引伸杆的应变式引伸计 | |
| RU2564691C2 (ru) | Тензометрический преобразователь | |
| KR100436432B1 (ko) | 교량의 안전진단 방법 및 장치 | |
| RU2552128C1 (ru) | Фотоупругий элемент |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 11867462 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 11867462 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |