Тензометр

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрам для измерения деформации твердых тел. Цель изобретения - расширение частотного диапазона работы за счет регулирования жесткости тензоОалок и повышение удобства в использовании. Тензометр содержит две траверсы, предназначенные для установки на образец, установленный на одной из траверс с возможностью поворота относительно своей оси и перемещения перпендикулярно траверсе, две тензобалки, соединенные одними Концами со второй траверсой, другими - с конусом, два штока, Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрам для измерения деформации твердых тел. Известен тензометр, который содержит две траверсы для установки на образец, конус , размещенный на одной траверсе, и две тензобалки, одни концы которых размещены на другой траверсе, а другие контактируют с конусом, и снабжен резьбовой втулкой, размещенной на одной из траверс, двумя перпендикулярными траверсам штоками и 2 жестко закрепленные на первой траверсе параллельно и симметрично относительно оси конуса, две втулки, каждая из которых размещена на второй траверсе коаксиально соответствующему штоку. Каждая из тензобалок представляет собой пластину из упругого материала с наклеенными на ней с двух сторон тензорезисторами, включенными дифференциально в активные плечи тензомоста, соединенного с соответствующей тензоизмерительной аппаратурой. В каждой из тензобалок, в месте размещения на ней тензорезисторов, выполнена продольная полость , воспроизводящая контур тензобалки, которая заполнена ферромагнитной жидкостью . Тензобалки снабжены средством для измерения вязкости ферромагнитной жидкости , которое выполнено в виде соленоида с поперечным сечением прямоугольной фо рмы, ориентированного вдоль полости. Втки соленоида выполнены из провода с изоляционным покрытием на боковой поверхности, а внешняя поверхность соленоида взаимодействует со стенками полости. Витки соленоидов в полостях обеих тензобалок подключены параллельно к регулируемому источнику постоянного напряжения. 6 ил. двумя втулками, в которых установлены штоки, конус выполнен с резьбовым хвостовиком , установленным на резьбовой втулке, штоки и втулки попарно связаны с траверсами и размещены по разные стороны от тензобалок, траверсы выполнены каждая в виде планки с пазом для образца и накладки е,1зь1ступом, входящим в паз 1. Наиболее близким по техническим решениям к изобретению является тензометр, принятый за прототип, у которого в каждой Х| 00 ON СО О О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 5/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4878011/28 (22) 29.10.90 (46) 07.01.93. Бюл. М 1 (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им.Ленинского комсомола (72) А.Б,Лукашенок, А.З,Ишмухаметов и

А.А.Лука ш енок (56) Авторское свидетельство СССР

N 894330, кл. 6 01 B 5/30, 1981, Авторское свидетельство СССР

¹ 1710994, кл. 6 01 В 5/30, 1990. (54) TE H3GMETP (57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрам для измерения деформации твердых тел. Цель изобретения — расширение частотного диапазона работы за счет регулирования жесткости тензобалок и повышение удобства в использовании. Тензометр содержит две траверсы, предназначенные для установки на образец, установленный на одной из траверс с возможностью поворота. относительно своей оси и перемещения перпендикулярнотраверсе,дветензобалки, соединенные одними концами со второй траверсой, другими — с конусам, два штока, Изобретение относится к измерительной технике, а именно к тензометрам для измерения деформации твердых тел.

Известен тензометр, который содержит две траверсы для установки на образец, конус, размещенный на одной траверсе, и две тензобалки, одни концы которых размещены на другой траверсе, а другие контактируют с конусом, и снабжен резьбовой втулкой, размещенной на одной иэ траверс, двумя перпендикулярными траверсам штоками и,, БЫ, 1786366 А1 жестко закрепленные на первой траверсе параллельно и симметрично относительно оси конуса, две втулки, каждая иэ которых размещена на второй траверсе коаксиально соответствующему штоку. Каждая из тензобалок представляет собой пластину из упру- . гого материала с наклеенными на ней с двух сторон тензореэисторами, включенными дифференциально в активные плечи тенэомоста, соединенного с соответствующей тензоизмерительной аппаратурой, В каждой из тензобалок, в месте размещения на ней тензорезисторов, выполнена продольная полость, воспроизводящая контур тензобалки, которая заполнена ферромагнитной жидкостью. Тензобалки снабжены средством для измерения вязкости ферромагнитной жидкости, которое выполнено в виде соленоида с поперечным сечением прямоугольной формы, ориентированного вдоль полости. Втки соленоида выполйены из провода с изоляционным покрытием на боковой поверхности, а внешняя поверхность соленоида взаимодействует со стенками полости. Витки соленоидов в полостях обеих тензобалок подключены 4 параллельно к регулируемому источнику по- 00 стоянного напряжения, 6 ил, Q (л) о о двумя втулками, в которых установлены штоки, конус выполнен с резьбовым хвостовиком, установленным на резьбовой втулке, штоки и втулки попарно связаны с траверсами и размещены по разные стороны от тензобалок, траверсы выполнены каждая в виде планки с пазом для образца и накладки с, выступом, Входчщим в паэ (1J, Наиболее близким по техническим решениям к изобретению является тензометр, принятый эа прототип, у которого в каждой

1786366

4, из тензозаболк в районе размещения на ней тензорезисторов выполнена продольная полость, воспроизводящая контур тензобалки, которая заполнена электровязкой жидкостью, а на ев противоположных стенках, ориентированных вдоль поверхности тензобалки, через соответствующие прокладки из диэлектрического материала, укреплены два параллельных электрода, при этом электроды в полостях обеих тензобалок подключены параллельно к регулируемому источнику постоянного напряжения (2).

Недостаток прототипа заключается в сравнительно узком частотном диапазоне работы за счет регулирования жесткости тензобэлок и низком удобстве использования.

Цель изобретения- расширение частотного диапазона работы за счет регулирования жесткости тензобалок и повышение удобства в использовании, На фиг. 1 изображен предлагаемый тензометр, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 — тенэобалка, вид сверху (увеличенный фрагмент); на фиг. 5 — сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6- то же, продольный вертикальный разрез.

Тензометр содержит две траверсы 1 и 2, предназначенные для установки на образец

3, конус 4 с резьбовым хвостовиком, установленным на траверсе 2 с возможностью поворота относительно своей оси и перемещения перпендикулярно траверсе, две тенэобал.ки 5 и 6, соединенные одними концами со второй траверсой 1, другими — с конусом 4, резьбовую втулку 7, размещенную на траверсе 2, два штока 8 и 9, жестко закрепленные на первой траверсе 2 параллельно и симметрично относительно оси конуса 4, втулки 10 и 11, каждая из которых размещена на второй траверсе 1 коаксиадьно соответствующему штоку. Хвостовик конуса 4 установлен в резьбовой втулке 7, а штоки 8и 9 — во втулках 10 и 11. Штоки 8 и

9 втулки 10 и 11 размещены по разные стороны от тенэобалок 5 и 6. Каждая из траверс

1 и 2 выполнена в виде планки 12 с пазами

13 для образца 3 и накладки 14 с выступом

15, входящим в пэз 13. Планка 12 и накладка

14 соединяются с. помощью болтов 16. Каж-. дая из тензобалок 5 и 6 представляет собой пластину из упругого материала (например, из стали марки 30 ХГСА) с размещенными (наклеенными) на ней с двух сторон тенэорезисторами 17 включенными дифференциально в.активные плечи тензомоста, соединенного с соответствующей тензоизмерительной аппаратурой (на чертежах не показаны). Все однотипные элементы имеют идентичные параметры. В каждой из тензобалок 5 и 6 в месте размещения на ней тензорезисторов 17 выполнена продольная полость 18, воспроизводящая контур тенэо5 балки, которая заполнена ферромагнитной жидкостью 19. Тензобалка 5 и 6 снабжена персональным средством для изменения вязкости ферромагнитной жидкости 19 в по лости 18, которое выполнено в виде солено10 ида 20 с переменным поперечным сечением прямоугольной формы, ориентированного вдоль полости 18. Витки 21 соленоида 20 выполнены из провода с изоляционным покрытием на боковой поверхности, а внеш15 няя поверхность соленоида 20 взаимодействует со стенками полости 18.

Витки 21 соленоида 20 в полостях 18 обеих тензобалок 5 и 6 подключены параллельно к регулируемому источнику 22 постоянного

20 напряжения.

Тензометр работает следующим образом.

Пленки 12 траверс 1 и 2 располагаются пазами 13 на образец 3, а затем в эти пазы

25 помещаются выступы 15 накладок 14, после . чего вместе с накладками на них стягиваются болтами 16. Вращением конуса 4., выбирается нулевая точка диапазона измерения, при этом его хвостовик переме30 щается по реэьбовой втулке 7. При деформации образца 3 траверсы 1 и 2 перемещаются друг относительно друга, а штоки 8 и 9 перемещаются во втулках 10 и

11, и конус 4 изгибает тензобалки 5 и 6, 35 сигнал с которых соответствует деформации образца, При подаче от регулируемого источника

22 постоянного напряжения электрического тока в витки 21 соленоида 20 в полости 18

40 каждой изтензобэлок 5 и 6, согласно закону электромагнитной индукции, во внутреннем пространстве соленоида наводится магнитное поле, от величины напряженности которого зависит степень вязкости находящейся

45 там ферромагнитной жидкости 19. Общая упругость каждой из тензобалок 5 и 6 в месте выполнения в ней полости 18 слагается из составляющих постоянной жесткости стенок и вязкости ферромагнитной жидко50 сти 19, трансформирующей свое состояние, начиная от жидкостного и до псевдотвердого. В результате, путем варьирования величины электрического сигнала, подаваемого в соленоиды 20 в полостях 18

55 у обеих тензобалок 5 и 6, производится синхронное регулирование их упругих свойств, исходя из условия получения оптимальной тензочувствительности тензобалок при данной частоте вибраций, сопутствующей работе тензометра.

1786366

Формула изобретения

Тензометр, содержащий две предназначенные для установки на образец траверсы, конус, установленный на одной иэ траверс с возможностью поворота относи- 5 тельно своей оси и перемещения перпендикулярно траверсе, две тензобалки, соединенные одними концами с второй траверсой, другими — с конусом, и выполнен- ные в месте разрешения тензорезисторов с 10 воспроизводящей контур тенэобалки продольной полостью, заполненной жидкостью, два штока, жестко закрепленные на первой траверсе параллельно и симметрично относительно оси конуса, две втулки, 15 каждая из которых размещена на второй траверсе коаксиально соответствующему штоку, регулируемый источник постоянного напряжения и параллельно подключенное к нему средство изменения вязкости жидкости, размещенное в полости, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона работы за счет регулирования жесткости тензобалок и повышения удобства использования, жидкость выполнена ферромагнитной, а средство изменения вязкости жидкости выполнено в виде ориентированного вдоль полости тенэобалки соленоида, витки которого выполнены из провода с изоляционным покрытием на боковой поверхности, а внешняя поверхность соленоида взаимосвязана со стенками полости.

1786366

1б

Ю 2/

Составитель А,Лукашенок

Техред М.Моргентал Корректор А.Мотыль

Редактор

Заказ 242 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101