Способ измерения деформаций в конструкциях
Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности за счет увеличения чувствительности . С помощью генератора 6 сигналов в секторе 4 пьезополимерной пленки 1, наклеенной на исследуемую конструкцию 3 через слой 2 диэлектрика, возбуждают механические колебания за счет обратного пьезоэффекта. Изменяя частоту генератора 6, устанавливают резонансный режим этих колебаний . Нагружают исследуемую конструкцию 3, и о деформации конструкции судят по разности фаз резонансных частот 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.
РЕСПУБЛИК (19) (11) (н)5 G 01 В 7/22
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4653822/28 (22) 23,02,89 (46) 07.07.92, Бюл. М 25 (71) Каунасский политехнический институт им.А. Снечкуса," (72) Г.Э,Римша и В,В.Волков (53) 531.781.2(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
1Ф 603838, кл, 6 01 В 7/22, 1976. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ
В КОНСТРУКЦИЯХ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — повышение точности за счет увеличения чувствительности. С помощью генератора 6 сигналов в секторе 4 пьезополимерной пленки наклеенной на исследуемую конструкцию 3 через слой 2 диэлектрика, возбуждают механические колебания за счет обратного пьезоэффекта, Изменяя частоту генератора 6, устанавливают резонансный режим этих колебаний. Нагружают исследуемую конструкцию 3, и о деформации конструкции судят по разности фаз резонансных частот, 2 ил.
Изобретение относится " из»ле/>,.,Г(-:,(.ной технике, в частности K методам измерений деформаций в машинных констру <ци;->..
Известен соссоо измерения наг(оя><е-(/i в полимерных материалах, закл|очаюц/ийся в том, что измеряют емкость «онденсятор:-., -..н .— занного с исследуемым матео;;:ало(/i опре,,;;ляютегодизлектричес(<у|о проницаемость и по ней судят о механических напря>кениях.
Одн яка ди эл е ктрич ес «ая и ро н:,",; =: — 10
МОСТЬ МЯТЕОИЯЛОВ Ч /ВС | ВИ /8ЛЬНЯ НЕ О/1|.КО к изменению няпся>кен/(>! В мятериял:.;;;,,- и D8/IBKGBUNOHным явлениям при / тарени.;:
ПОЛИМЕРН(,(Х BT8PI«IB/-.Ot», О;(Py Цель изобретения — повышение топюсти измерения за с:ет увеличения чувстгител ь ности. 013 Указанная цель достигается тем, /o-о со— гласно способу (Измерения напряже,-;ий ключающемуся В том, что ня конструк((и(0 устанавливают дагчик (1я йзмерения д.|:формаций, связанный с регистрируюГДВ: аппаратурой, производят нагру;;<ение . > .— струкции и снимают сиГна", с 3B гч:. |Кя.: «г(, " PbIN ВЫПОЛНЯ(ОТ Р ВИ,Г,(Л "1- Л пьезополимерной г ло 1 СКОМУ ИMП8ДЯНС)r ПЬ=!ЗОПОЛИМBP;1(|й Г|ЛЕ(- ::,(i а модуль упр /ГОст":: ьы ше мод»//(я ч/|ру Oc: и этой же плен(
НИЕМ КОНстру1(ц(.у, Воэбу>КДЯ1Г/т 1«ЕЗО,-;Я, lr. колебан(ия Q (8 Oп«,/|им(8|1 (Ov, «:,//е | rt0 88 ТОЛЩИНЕ, 3B C! i!, 3 J I, (::Н ИМЯ 8(»(Ь,* ; С,,".,ЯТ" чика, принимают раз(ность ()«. .3 83<»нBHcH(;,1;:. частот, по которому 01/.(,я Q,аеф(,р(. Яци ; - 1:.3 конструкции. СУЩНОС"(Ь ИЗОО(. 3ГЕНИЯ Здl;Л«О ti"-" .I В TQtr/t, ЧТО ПОД ДЕЙСТВИЕМ ДЕ )ОР(ЧЯ 1((:.(ИЗМ:::.няется не только емкость пьезоп; енк(, 30.:: частота ее механического резона(-:,B, Под- 45 бор одинаковол величины механичес(<ого импеданса позволяет образовать вы;.-ОКоДобротную кОл 8бател ь ну ю v»c»R I>/I, 1 г(,/130/ПОЛИМВРНЯЯ ПЛЕHI
ПОВЫШЯВТ(.Я Ч»/ВСГВИТ8/(ЬНОС1Ь В |" : (- МЬ((А и точность измерения, На фиг,1 изображена блок-: ;8„ -;B;..!ctрОйстВЯ для р8ализации предРЯГЯР « !l " (особа; на фиг.2 — 3<спеоимента/;-HBA.:: .-::"::. .Ос: ь изменения разности фаз от веЛ; .;:, (-(/ /18фд|. t/(3 ÖVI(«!, ::..-: >ойство, реализующее предлагае." ::.=":« (>СОб, сОдержит пленк,/ 1 из поляри308,-.;:.;»ой и металлизированной с обеих :,-.рон пьезополимерной пленки, которая (по=, .-лой 2 диэлекгрика связана с исследуi;oHcTpóêöè8é 1, При этом наружный МЕT;;ÄÏИЗИРОВаННЫй СЛОЙ ЛЕНТЫ РаЗДЕЛЕН ; -;(<-о ра (3/(ек» рода»/ 4 и 5, (<. Одному из ;,<х :,,...: -:..- .,";.H;ыход управляемого генера Ора г ;,i -..-.;".03, KOторый TBK>K8 CBSIBBH C "-ходo(.1,;:.; ного формирователя 7 импульВ (=) х:.(/(Р то pi o ГО фО р м и р 0 В а те л я 8 и M ï»/ë ü-oв (.-,|З,лlлне«I с /,pуГим элеKTОодом 5., . бп((х @0(31,11100883 гелей соед/и1 - Р!: Н i (N»1 ф ЯЗ, ВЬ(ХОД КОТО -. »/.;,;-:;,;,-. ЛOBB ЕР,i10 СОЕДИНЕННЫЕ -:...;;„-»-:,,::.--: ЛЬНОЕ УСТРОйСт: —.,;(,O-.,-,;,„:.:;.01;.,1«1.:, входo(" гене c, Ii!0! Вля Oò слевующим oб я:, . |". 0;v0(:ú:;.: г=- :.";;:..,". 3 opB 6 сиг(-,ялов в сек3 . 0; | - «lH .: t» l>Hc,.1 (3JI 8HKN (, Ола ГОДЯ = 1:| (HO .,i((/ п -, езг/э ф:|>P«ту, Возбуждают ;c" .(JH: "ñ(tcKI !8 колоб=",(г«(я. Из(1еняя чяс10т»/ J,,.-,.-, .-.;я 5, стана-(пинают резонансный -,. v;;; «o»/1i; б-»(|. |:(((00твет(;твующиlй / / 0" (янскпй, ястс(»е п : толщине ленты. Ко „;;,(»B-, /1,,; lr ДВ| A<8";!N8 ПОСРЕД/ ТВОМ УПРУ ;. ..;; of!1 г|ер .;-,/;38Tc и В(.оро у сектору 5, Я ! (8 N(Bcr .i |у pv)3J(pKTÃii öpcKot1ó cflot0 2. :"/ри этом в "в«торе 5. б-Ягодаря прямому, 1 :,",.. 3 (.: ф ф е 1(/ в ь(0 Я б «3 т ы в а ю т с я 3 JI 8 1< T p v1 и 8 .-,.:: —.: Вряды. /разовь((1 угол между сигня0 г:- нератора б и -;лектрода 5 в резо.-;:: i,:. :с о с т Я P JI 8 T 9 0 " . В с л е д (: -. 3 N e 3 T o r 0 : o;,; .1.10(>агел(7 vi 8 иыгульсов формируют ,/.(.»г! "льсы разной пÎлярнс(СTи и Одинаковой ;1;1>0/(ОЛХ(ИТЕЛЬI!ОСТИ, КОТОPb!8 ПОЛНОСТЬЮ .,«Мненсирую;ся B блоке 9 сравнения фаз, зci- =/i„сrBNå чего с интегратора 10 Н8 поступает ком"-,I-:да на изменение частоты возбужде(11!я генepaTOpB б. При изменении напряженного состоя((1(я;.1сследуемой конструкции 3 дизлектри.8;:;«Nrë слой 2 и 1»ленка 1 деформируются, ;:-.е-,. изменяется натяг пленки, образовавШЕ, |ЮЯ ВС/1ЕДС ГВИЕ ЕЕ СОЕДИНЕНИЯ ЧЕРЕЗ ДИЭ ;ектрический слой 2, с конструкцией 3. 3Т0 неизбежно приводит к изменению частоты резонанса. а тем самы и к изменению фазовог; угля сигналов от 90 . Направление ::змененля фазового угла отображается в l ::ë0K8 9 сравнения фаз. а величина, на кос,;зую изменился фазовый угол — в сумма/оре 110. При этом с сумматора поступает (((1(.(анда лсг(олнительному устройству 11, ко/орал чере.; угравляющий вход генератоственных объектов при проведении их виброисп ьп а н ий, Формула изобретения Я Д ор 0 Составитель И,Проскурина Редактор Н.Тупица Техред M,Моргентал Корректор А.Осауленко Заказ 2387 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ра 6 подстраивается колебательную систему (пьезополимерная пленка+ слой диэлетрика) на резонанс, Измерение изменения фазового угла с учетом тарировочной характеристики позволяет оценить деформации в Б конструкции. Способ позволяет с большой точностью определить изменение напряженного состояния исследуемой конструкции и отличается малой энергоемкостью и про- 1С стотой измерения. При этом пьезополимерные пленки не теряют своих упругих и электрических свойств при относительной деформации 15-20;4, чем обусловлена возможность измерения деформацией со- 15 гласно предлагаемому способу поимерно до такого уp08Hë. Предлагаемый способ может быть использован при исследовании процесса снятия Остаточных напряжений путем "I,. вибрационной обработки, так как в этом случае в конструкциях создаются деформации большой величины, а напряжения измеряются до и после виброобработки. Кроме того, способ может применяться в системах 25 тестовой диагностики конструкций, например в оценке технического состояния ствет7 Мй Способ измерения деформаций в констр) êöèÿõ, заключающийся в том, что на кон струкцию устанавливают датчик для измерения деформаций, связанный с регистрирующей аппаратурой, производят нагружение конструкции и снимают сигнал с датчика, О т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения точности, датчик для измерений деформаций выполнен в виде ленты из пьезополим8рной пленки с металлическими электродами, которую изолируют от конструкции слоем диэлектрика, механический, / ìn8 ñ13Hc которого равен механическому импедансу пьезополимерной пленки, а модуль упругости выше модуля упругости пьезополимерной пленки, одновременно с нагружени8м KGHcTp) êöèè возбуждают p630HBHcHbf8 колебания в пьезополимерной пленке по ее толщине, а за сигнал, снимаемый с датчика, принима;от разность фаз резонансных частОт, по котОрому судят О деформациях в констру ;ции, 
