Датчик для измерения деформаций объекта

Авторы патента:

G01B5/30 - для измерения деформации твердых тел, например механические тензометры

Владельцы патента RU 2440554:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения поперечных деформаций объектов и образцов при механических испытаниях, объектов, деформирующихся под действием внешней нагрузки. Технический результат - обеспечение синхронной регистрации поперечных и продольных деформаций объекта. Датчик для измерения деформаций объекта содержит основание для размещения объекта, гибкую ленту, предназначенную для охватывания объекта по периметру, корпус с размещенным в нем неподвижным контактом в виде подпружиненного относительно гибкой ленты высокоомного проводника, расположенного перпендикулярно продольной оси ленты, подвижный контакт в виде зигзагообразного токопроводящего элемента, закрепленного вдоль гибкой ленты, и измерительную цепь, связывающую токопроводящий элемент и неподвижный контакт с регистратором. При этом упомянутый датчик снабжен прямолинейным токопроводящим элементом, закрепленным вдоль гибкой ленты перпендикулярно неподвижному контакту, дополнительным регистратором, дополнительной измерительной цепью, связывающей неподвижный контакт с прямолинейным токопроводящим элементом и дополнительным регистратором, при этом корпус закреплен на основании, а гибкая лента выполнена с возможностью закрепления на объекте. 1 ил.

Известен датчик для измерения деформаций объекта (патент РФ №894331, кл. G01B 5/30, 1980), содержащий основание для размещения объекта, гибкую ленту, предназначенную для охватывания измеряемого объекта по периметру, корпус с размещенным в нем неподвижным контактом, подвижный контакт, закрепленный вдоль гибкой ленты, и измерительную цепь, связывающую подвижный и неподвижный контакты с регистратором.

Недостаток датчика состоит в том, что на нем измеряются только поперечные деформации объекта. Регистрация продольных деформаций неосуществима.

Известен датчик для измерения деформаций объекта (патент РФ №1185062, кл. G01B 5/30, 1985), содержащий основание для размещения объекта, гибкую ленту, предназначенную для охватывания измеряемого объекта по периметру, корпус с размещенным в нем неподвижным контактом, подвижный контакт, закрепленный вдоль гибкой ленты, и измерительную цепь, связывающую подвижный контакт и неподвижный контакты с регистратором.

Недостаток датчика также состоит в том, что на нем измеряются только поперечные деформации объекта. Регистрация продольных деформаций неосуществима.

Известен датчик для измерения деформаций (патент РФ №1259098, кл. G01B 5/30, 1986), принимаемый за прототип. Датчик содержит основание для размещения объекта, гибкую ленту, предназначенную для охватывания измеряемого объекта по периметру, корпус с размещенным в нем неподвижным контактом в виде подпружиненного относительно гибкой ленты высокоомного проводника, расположенного перпендикулярно продольной оси ленты, подвижный контакт в виде зигзагообразного токопроводящего элемента, закрепленного вдоль гибкой ленты, и измерительную цепь, связывающую токопроводящий элемент и неподвижный контакт с регистратором.

Недостаток датчика также состоит в том, что на нем измеряются только поперечные деформации объекта. Регистрация продольных деформаций неосуществима. Это ограничивает функциональные возможности датчика.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей датчика путем регистрации как поперечных, так и продольных деформаций объекта.

Технический результат достигается тем, что датчик для измерения деформаций объекта, содержащий основание для размещения объекта, гибкую ленту, предназначенную для охватывания объекта по периметру, корпус с размещенным в нем неподвижным контактом в виде подпружиненного относительно гибкой ленты высокоомного проводника, расположенного перпендикулярно продольной оси ленты, подвижный контакт в виде зигзагообразного токопроводящего элемента, закрепленного вдоль гибкой ленты, и измерительную цепь, связывающую токопроводящий элемент и неподвижный контакт с регистратором, согласно изобретению он снабжен прямолинейным токопроводящим элементом, закрепленным вдоль гибкой ленты перпендикулярно неподвижному контакту, дополнительным регистратором, дополнительной измерительной цепью, связывающей неподвижный контакт с прямолинейным токопроводящим элементом и дополнительным регистратором, при этом корпус закреплен на основании, а гибкая лента выполнена с возможностью закрепления на объекте.

На чертеже представлена схема датчика.

Датчик для измерения деформаций объекта содержит основание 1 для размещения объекта 2, гибкую ленту 3, предназначенную для охватывания объекта 2 по периметру, корпус 4 с размещенным в нем неподвижным контактом 5 в виде подпружиненного относительно гибкой ленты высокоомного проводника, расположенного перпендикулярно продольной оси ленты, подвижный контакт в виде зигзагообразного токопроводящего элемента 6, закрепленного вдоль гибкой ленты 3, и измерительную цепь 7, связывающую токопроводящий элемент 6 и неподвижный контакт 5 с регистратором 8.

Датчик снабжен прямолинейным токопроводящим элементом 9, закрепленным вдоль гибкой ленты 3 перпендикулярно неподвижному контакту 5, дополнительным регистратором 10 и дополнительной измерительной цепью 11, связывающей неподвижный контакт 5 с прямолинейным токопроводящим элементом 9 и дополнительным регистратором 10, при этом корпус 4 закреплен на основании 1, а гибкая лента 3 выполнена с возможностью закрепления на объекте 2.

Корпус 4 установлен на опоре 12 и подпружинен пружиной 13. Лента 3 стянута пружиной 14 и перемещается по направляющей 15, закрепленной на основании 1.

Датчик работает следующим образом.

При развитии поперечной деформации объекта 2 конец ленты 3 протаскивается вдоль неподвижного контакта 5. Точка контакта зигзагообразного элемента 6 с поверхностью неподвижного контакта 5 совершает возвратно-поступательные перемещения по поверхности контакта 5. Это приводит к пульсирующему изменению электросопротивления цепи 7, что регистрируется регистратором 8. Величину деформации определяют по количеству пульсаций и величине электросопротивления в момент отсчета при известном шаге зигзагов элемента 6. При развитии осевых деформаций объекта 2 происходит перемещение точки контакта прямолинейного токопроводящего элемента 9 с неподвижным контактом 5, что фиксируется регистратором 10.

Датчик позволяет регистрировать синхронно поперечные и продольные деформации объекта, что расширяет его функциональные возможности.

Датчик для измерения деформаций объекта, содержащий основание для размещения объекта, гибкую ленту, предназначенную для охватывания объекта по периметру, корпус с размещенным в нем неподвижным контактом в виде подпружиненного относительно гибкой ленты высокоомного проводника, расположенного перпендикулярно продольной оси ленты, подвижный контакт в виде зигзагообразного токопроводящего элемента, закрепленного вдоль гибкой ленты, и измерительную цепь, связывающую токопроводящий элемент и неподвижный контакт с регистратором, отличающийся тем, что он снабжен прямолинейным токопроводящим элементом, закрепленным вдоль гибкой ленты перпендикулярно неподвижному контакту, дополнительным регистратором, дополнительной измерительной цепью, связывающей неподвижный контакт с прямолинейным токопроводящим элементом и дополнительным регистратором, при этом корпус закреплен на основании, а гибкая лента выполнена с возможностью закрепления на объекте.

Похожие патенты:

Датчик деформации // 2431127

Изобретение относится к технике испытаний материалов на прочность и жесткость при растяжении образцов. .

Датчик деформаций образцов // 2425325

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения деформаций образцов при механических испытаниях. .

Устройство для определения остаточных напряжений в деталях с электропроводными покрытиями // 2412428

Изобретение относится к машиностроению, а именно к измерительной технике, и может быть использовано при определении физико-механического состояния материала образцов как с электропроводными покрытиями, так и без электропроводных покрытий.

Датчик измерения перемещений при жизнедеятельности трещины // 2402747

Изобретение относится к области диагностирования строительных конструкций и их элементов, имеющих дефекты в виде трещин, в процессе эксплуатации. .

Устройство для определения смещения горных пород в забоях и выработках // 2379510

Изобретение относится к горному делу, используется для автоматизированного контроля взаимного смещения элементов забоя и горных выработок. .

Устройство для измерения деформации шпуров // 2376470

Устройство для определения просадки поверхности земли // 2376469

Изобретение относится к области гидрогеологии и инженерной геологии и может найти применение при оценке деформации поверхности земли. .

Способ контроля работоспособности несертифицированного оборудования для измерения остаточных напряжений с помощью тестовых образцов // 2354929

Изобретение относится к измерительной технике. .

Коленчато-рычажный индикаторный тензометр // 2350898

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения деформаций. .

Способ измерения положения нейтрального слоя изгибаемой балки и устройство для его осуществления // 2287775

Изобретение относится к области испытаний конструкционных элементов на изгиб и может быть использовано как в лабораторных условиях, так и при проведении проверочных испытаний материалов на соответствие заданным свойствам.

Способ выявления и измерения деформаций ползучести // 2483275

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для раннего выявления и измерения опасных деформаций ползучести в труднодоступных элементах конструкций

Способ регистрации трещин в хрупких тензоиндикаторах // 2505779

Использование: для контроля процесса трещинообразования хрупких тензоиндикаторов при изменении уровня нагруженности в исследуемых зонах конструкции. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют акустико-эмиссионные измерения сигналов образования трещин в хрупком тензопокрытии с дополнительным измерением концентрации аэрозолей в приповерхностном слое хрупкого тензопокрытия. Концентрацию микрочастиц от толщины оксидной пленки определяют по формуле: , где δ10 - минимальная толщина оксидной пленки, условно принятая равной 10 мкм; Kδ - коэффициент, зависящий от толщины оксидной пленки тензоиндикатора и определяемый экспериментально. Технический результат: обеспечение возможности регистрации процесса структурной перестройки материала задолго до начала разрушения конструкции. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ исследования деформации и напряжений в хрупких тензоиндикаторах // 2505780

Использование: для исследования деформации и напряжений в хрупких тензоиндикаторах. Сущность: что проводят акустико-эмиссионнные измерения сигналов образования трещин в хрупком тензопокрытии, при этом дополнительно измеряют концентрацию аэрозолей в приповерхностном слое хрупкого тензопокрытия, при этом при скорости изменения нагрузки до 0,1 кН/с с учетом 30-секундной поправки на задержку регистрации диагностируют процесс разрушения оксидной пленки тензоиндикатора и материала подложки. Технический результат: обеспечение возможности диагностики предельного состояния и раннего предупреждения об опасности разрушения конструкций в процессе их технической эксплуатации, а также оценки прочности, выявления дефектов и зон действия максимальных напряжений в условиях стендовых и натурных испытаний образцов и деталей. 4 ил.

Устройство для калибровки датчика измерения малых перемещений // 2510487

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к образцовым средствам измерения, предназначенным для поверки датчиков измерения малых перемещений. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для калибровки датчика измерения малых перемещений, содержащем основание, стойку, подвижный и неподвижный измерительные стержни, измерительные устройства в виде индикатора многооборотного и/или голографического длинномера, согласно изобретению в основании размещен винт, взаимодействующий с толкающим клином, поджатым пружиной горизонтальной, на наклонную поверхность которого опирается поджатый пружиной вертикальной подвижный измерительный стержень, имеющий возможность перемещения внутри неподвижного измерительного стержня посредством толкающего клина, на основании закреплена стойка, на которой соосно с подвижным и неподвижным измерительными стержнями размещены индикатор многооборотный и/или голографический длинномер, соединенный с электронным блоком, а калибруемый датчик измерения малых перемещений закреплен на подвижном и неподвижном измерительных стержнях. Технический результат - повышение качества измерения малых перемещений при калибровке датчиков измерения малых перемещений и создание конструкции калибратора для удобной работы в условиях перчаточного бокса. 1 ил.

Тензометр для измерения продольной и поперечной деформации образца // 2532588

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для одновременного измерения продольной и поперечной деформаций образцов. По сравнению с существующими измерение деформаций осуществляется коаксиально расположенными трубчатыми направляющими подвижными трубчатыми тягами. При деформировании образца расстояние между корпусом и подвижными опорами, установленными на образце, изменяется, и через трубчатые тяги величина смещения опор относительно корпуса передается датчикам деформации. Использование предлагаемого устройства позволяет одновременно измерять осевую и поперечную деформации образца, при этом устраняются дополнительные нагрузки на образец от самого тензометра. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для измерения угловых деформаций материала цилиндрического образца при его кручении // 2605817

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено при исследованиях механических свойств материалов. Технический результат заключается в обеспечении возможности измерения угловых деформаций материалов цилиндрических образцов при их кручении в широком диапазоне температур и (или) при наличии агрессивных сред. Устройство содержит корпус, связанную с ним планку с укрепленными на ней опорными и пишущим кернами и сменный носитель записи, установленный на опорной призме, причем опорный керн своим острием располагается в углублении цилиндрической поверхности образца, а пишущий керн касается рабочей поверхности сменного носителя записи, при этом корпус выполнен в виде призмы с возможностью ее опирания на цилиндрическую поверхность образца, планка консольно укреплена на корпусе и направлена параллельно оси образца и имеет вблизи крепления к корпусу опорный керн, а у своего свободного конца - пишущий керн, который подается плоской пружиной в сторону образца, обеспечивая его контакт с рабочей поверхностью сменного носителя записи, имеющего форму пластины, закрепленной на опорной призме, устанавливаемой на образец, а все конструктивные элементы изготовлены из материалов, стойких к воздействию низких, высоких температур и агрессивных сред. 3 ил.

Устройство для измерения линейной деформации объектов // 2617888

Изобретение относится к области измерения деформации твердых тел, в частности в условиях повышенных температур. Технический результат заключается в минимизации габаритов устройства и повышении точности измерения деформации твердых тел малых размеров. Устройство содержит нагрузочное устройство, состоящее из подвижной и неподвижной плит, между которыми находятся под нагрузкой исследуемый образец и механизм передачи перемещений, выполненный в виде кольца. На нагрузочном устройстве установлен узел измерения, ось штока которого перпендикулярна направлению приложения нагрузки. Ножевой наконечник штока контактирует с поверхностью кольца. Для повышения точности измерения узел измерения может быть установлен с воможностью перемещения вдоль своей оси и снабжен удлинителем с ножевым наконечником, контактирующим кольцом в точке, противоположной точке контакта ножевого наконечника штока. Причем ножевые наконечники располагаются в плоскости, перпендикулярной оси кольца. Кроме того, наконечники могут быть выполнены плоскими. Узел измерения и удлинитель вынесены за пределы термической камеры. Использование кольца минимизирует габариты устройства, а при двустороннем измерении также повышает точность измерения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Универсальный стержень хегая // 2624794

Изобретение относится к области диагностирования строительных конструкций в процессе эксплуатации и может быть использовано при визуальном наблюдении за поведением трещин в зданиях. Технический результат заключается в повышении эффективности и универсальности средства для визуального определения деформаций сжатия или растяжения. Универсальный стержень, содержащий хрупкий материал и закрепляемый на поверхности строительной конструкции, деформируемой от усилий растяжения или сжатия, выполнен с возможностью определения вида деформации и образован из двух трубчатых половинок (1, 2), соосно состыкованных посредством вставленной в их отверстия втулки (3) с возможностью образования зазора между стыкуемыми торцами половинок стержня. При этом часть втулки неподвижно закреплена в одной половинке (1), а вторая половинка (2) установлена на втулке (3) с возможностью свободного перемещения по ней. Внутри стержня расположен упругий элемент (4), закрепленный на концах стержня и соединяющий половинки (1, 2) между собой с зазором, заполняемым хрупким материалом (5), например гипсом, не изменяющим форму при отсутствии внешних усилий, при этом отрывающимся или отслаивающимся от торца подвижно установленной половинки (2) при действии усилий растяжения и выдавливающимся из зазора при действии усилий сжатия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ изготовления координатных сеток высокой точности из линейных растров // 2628668

Изобретение относится к области изучения пластической деформации и разрушения металлических конструкций. Заявленный способ изготовления координатных сеток высокой точности из линейных растров заключается в том, что координатные сетки получают из линейных растров путем нанесения на верхнюю поверхность фотопластины светочувствительной эмульсии на основе хромированной желатины. Затем закрепляют ее под исходным растром и выполняют первое экспонирование, с последующим перемещением исходного растра в направлении, перпендикулярном к его линиям на такую величину, чтобы на фотопластине, после вторичного экспонирования, остался незасвеченным участок шириной 0,1t. После этого проявляют фотопластину путем промывания в теплой воде, окрашивают анилиновым красителем черного цвета оставшиеся на пластине засвеченные штрихи эмульсии, с последующей установкой полученного растра с шириной прозрачного штриха 0,1t над новой фотопластиной и выполняют первое экспонирование. Поворачивают растр на 90° и выполняют второе экспонирование, с последующим проявлением фотопластины. Окрашивают незасвеченные штрихи анилиновым красителем черного цвета и получают координатную сетку с шириной черного штриха 0,1t, с последующей установкой полученной координатной сетки, с шириной черного штриха 0,1t над новой фотопластиной и выполняют экспонирование с последующим проявлением фотопластины и окрашиванием незасвеченных участков анилиновым красителем черного цвета. 2 ил.