Устройство для калибровки датчика измерения малых перемещений

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2510487:

Федеральное Государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики"- ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" (RU)

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.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к образцовым средствам измерения, предназначенным для поверки датчиков измерения малых перемещений, используемых в испытаниях на растяжение или сжатие образцов, в том числе делящихся материалов (ДМ) в условиях перчаточного бокса.

Механические испытания образцов ДМ проводят в условиях перчаточного бокса с целью защиты персонала и окружающей среды от воздействия испытуемых материалов. Эта особенность накладывает дополнительные требования, в том числе и по удобству работы на оборудование и приспособления, применяемые при испытаниях во внутрибоксовом пространстве.

Известен тензокалибратор вертикального типа для поверки датчиков деформации, использующий пару «микрометрическая головка-микрометрический винт» для преобразования вращательного движения барабана отсчетного устройства в поступательное движение измерительного стержня [Тензокалибратор, пакет РФ №1580145 с приоритетом от 08.08.88, опубл. 23.07.90, G01B 5/30]. Недостатком этого тензокалибратора является недостаточная точность измерения, которая определяется низкой разрешающей способностью отсчетного устройства (цена деления 0,01 мм).

Наиболее близким к предлагаемому устройству является тензокалибратор вертикального типа для поверки датчиков деформации, также использующий пару «микрометрическая головка-микрометрический винт» для преобразования вращательного движения барабана отсчетного устройства в поступательное движение измерительного стержня [Тензокалибратор, пакет РФ №34243, опубл. 27.11.2003, G01B 5/30], и в котором наряду с отсчетным устройством в виде микрометрической головки применено цифровое отсчетное устройство: преобразователь линейных перемещений с голографическим измерительным элементом [Госреестр средств измерений РФ №21869-01, ВНИИМС, М.]. Недостатком этого тензокалибратора является недостаточная точность измерения за счет того, что подвижный и неподвижный измерительный стержни, а также микрометрическая головка установлены в различных элементах корпуса, что удлиняет силовую цепочку, через которую передается перемещение. Кроме того, для удобства работы с калибратором в перчаточном боксе предпочтительнее горизонтальное расположение устройства, задающего перемещение.

Тензокалибратор по патенту РФ №34243 выбран в качестве прототипа.

Задачей, стоящей перед авторами предлагаемого изобретения, является разработка устройства горизонтального типа для калибровки датчиков измерения малых перемещений, позволяющего повысить качество измерений в условиях перчаточного бокса. Под качеством измерений подразумевается совокупность свойств, обуславливающих получение результата с требуемыми характеристиками точности в необходимом виде и в установленные сроки. Качество измерений характеризуется такими показателями, как точность, правильность и достоверность [Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация, сертификация: Учебное пособие. - М.: Логос, 2003, 536 с.].

Техническим результатом данного технического решения является повышение качества измерения малых перемещений при калибровке датчиков измерения малых перемещений и создание конструкции калибратора для удобной работы в условиях перчаточного бокса.

Технический результат достигается тем, в устройстве для калибровки датчиков 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 размещены винт, взаимодействующий с толкающий 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.

С целью повышения точности калибровки винт, толкающий клин, пружина горизонтальная, пружина вертикальная, подвижный и неподвижный измерительный стержни установлены в одном основании и выполнены из одного материала.

Для повышения эргономических характеристик устройства при работе в тесном пространстве перчаточного бокса основание и винт, взаимодействующий с толкающим клином расположены горизонтально.

На фиг.1 показана схема устройства для калибровки датчиков измерения малых перемещений в условиях перчаточного бокса (на фиг.1 не показан), где:

1 - винт;

2 - толкающий клин;

3 - основание;

4 - пружина горизонтальная;

5 - пружина вертикальная;

6 - неподвижный измерительный стержень;

7 - датчик измерения малых перемещений;

8 - подвижный измерительный стержень;

9 - голографический длинномер;

10 - стойка;

11 - индикатор многооборотный;

12 - электронный блок.

Устройство работает следующим образом. Винт 1, толкающий клин 2, подвижный стержень 8, неподвижный стержень 6, пружина горизонтальная 4 и пружина вертикальная 5 размещены в массивном основании 3, к которому прикреплена стойка 10. На стойке 10 соосно с неподвижным стержнем 6 и подвижным стержнем 8 размещены голографический длинномер 9, соединенный с электронным блоком 12, и индикатор многооборотный 11. Калибруемый датчик измерения малых перемещений 7, состоящий из двух катушек, закреплен на подвижном измерительном стержне 8 и неподвижном измерительном стержне 6. При вращении винта 1 толкающий клин 2 перемещается в горизонтальном направлении и приводит в движение подвижный стержень 8, перемещающийся в вертикальном направлении внутри неподвижного стержня 6. Перемещение датчика измерения малых перемещений 7 может измеряться как с помощью индикатора многооборотного 11 с ценой деления 1 мкм (1 МИГ ГОСТ 9696-75), так и посредством голографического длинномера 9 или обоими вместе и электронного блока 12 с погрешностью ±0,2 мкм [Госреестр средств измерений РФ №21869-01, ВНИИМС, М.]. Одновременно, с помощью регистрирующей аппаратуры (на фиг.1 не показана) фиксируется электрический сигнал от датчика измерения малых перемещений 7. Для движения датчика измерения малых перемещений 7 в обратном направлении винт 1 вращают в противоположном направлении, при этом толкающий клин 2 под действием пружины горизонтальной 4 и подвижный стержень 8 под действием пружины вертикальной 5 также перемещаются в обратном направлении.

Благодаря заявляемой совокупности признаков решения появляется возможность повышения качества измерения малых перемещений, а также облегчения работы по снятию калибровочных зависимостей в условиях перчаточного бокса.

Устройство для калибровки датчика измерения малых перемещений, содержащее основание, стойку, подвижный и неподвижный измерительные стержни, измерительные устройства в виде индикатора многооборотного и/или голографического длинномера, отличающееся тем, что 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.

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.

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.

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.

Датчик для измерения деформаций объекта // 2440554

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения поперечных деформаций объектов и образцов при механических испытаниях, объектов, деформирующихся под действием внешней нагрузки.

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

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.