Устройство для измерения разрушающего усилия

Устройство для измерения разрушающего усилия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗРУШАЮЩЕГО УСИЛИЯ, содержащее средства крепления и нагружения образца , последовательно соединенные пьезоэлектрический датчик нагружающих усилий, усилитель и регистратор , отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых нагружающих усилий, оно снабжено управляемой электрической емкостью, выполненной в виде аналогового усилителя, вход которого соединен с выходом пьезоэлектрического датчика, а выход - с входом усилителя , и переменного конденсатора, включенного в цепь отрицательной обратной связи аналогового усялителя , а ротор переменного конденсатора кинематически связан со средством нагружения образца.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ ,РЕСПУБЛИК (19) SU Gl ) Ъ

3(51) G 01 N 3 00 G 01 и 3 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHO1VIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3455870/25-28 (22) 17.06.82 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) С.В.Воробьев и В.A.Ôåäoðîâ (71) Ленинградский. ордена Ленина электротехнический. институт им. В;И.Ульянова (Ленина) .(53) 620.178 ° 4/6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 196412, кл. G 01 и 3/06, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

9932355 кл. G 01 N 3/06, 1980 (прототип). (5 4 ) (5 7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

РАЗРУШИОЩЕГО УСИЛИЯ, содержащее средства крепления и нагружения образ ца, последовательно соединенные пьезоэлектрический датчик нагружающих усилий, усилитель и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых нагружающих усилий, оно снабжено управляемой электрической емкостью, выполненной в-виде аналогового усилителя, вход которого соединен с выходом пьезоэлектрического датчика, а выход — с входом усилителя,и переменного конденсатора, включенного в цепь отрицательной обратной связи аналогового усилителя, а ротор переменного конденсатора кинематически связан со средством нагружения образца. Pg

104 6651

50

На фиг.1 изображена функциональная схема устройства, на фиг.2 схема механической части ус=ройства. устройство содержит механическую часть 1, включающую средство нагруженин образца, выполненное в виде рычага 2 с установленной на одном его плече с воэможностью перемещения кареткой 3, связанной тросом 4 с двигателем 5,. и системы грузов 6, установленных на каретке 3, а также средство крепления образца, выполненное в виде контактного шарика 7, установленного на другом плече рычага 2, и опоры 8. С последней связан пьезоэлектрический датчик 9 на- 6

55 бО

Изобретение относится к испыта= тельной технике, а именно к устройствам для измерения разрушающего . усилия, и может быть использовано при механических испытаниях .мате— рыгалов.

Известно. устройство для измерения раз рушающей нагрузки при, испытании образцов материалов, включающее последовательно соединенные датчики нагрузки, усилитель, изме- 1О рительный и регистрирующий..блоки P1).

Наиболее близким по технической сущности .и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения разрушающего усилия, . 15 содержащее средства крепления и нагружения образ ца, последовательно соединенные пьезоэлектрический датчик нагружающих усилий, усилитель и регистратор $2(.

Недостатком устройств является малый диапазон измеряемых нагру,жающих усилий, обусловленный тем, что линейный участок зависимости электрического напряжения от нагружающего усилия невелик и, как следствие этого, мала точность из— мерения при больших значениях наг ру жающих ус илий .

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых нагружающих усилий .

Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения раз— рушающего .усилия, содержащее сред. ства крепления и нагружения образ ца, последовательно соединенные пьезоэлектрический датчик нагружающих усилий, усилитель и регистратор, снабжено управляемой электрической емкостью, выполненной в виде анало- 40 гового усилителя, вход которого соединен с выходом пьезоэлектрического датчика, а выход — c входом усилителя, и переменного конденсатора, включенного в цепь отрицательной 45 обратной связи аналогового усилителя; а ротор переменного конденсатора кинематически связан со средством нагружения образ ца.. гружающих усилий. С датчиком 9 последовательно соединены управляляемая электрическая емкость 10, усилитель 11 и регистратор 12. Управляемая электрическая емкость 10 выполнена .в виде аналогового усилителя 13, вход которого соединен с выходом датчика 9, а выход . — с входом усилителя 11, и переменного конденсатора 14. Последний включен в цепь отрицательной обратной связи аналогового усилителя 13. Ротор 15 переменного конденсатора 14 связ ан с тросом .4.

Устройство работает следующим образомм.

Образец 16 устанавливают на опоре 8. Двигатель 5 приводит в движение трос 4 и связанную с ним каретку 3 с грузом 6. При этом контактный шарик 7, расположенный на противоположном конце рычага 2, нагружает образец 16. Прикладываемая при помощи рычага 2 нагрузка передается образцом 16 через опору 8 на пьезоэлектрический датчик 9. загружающее усилие, преобразованное датчиком 9 в электрическое напряжение, пропорционально нагружающему усилию, поступает на вход управляемой электрической емкости 10, а с выхода последней поступает на вход усилителя 11, который повышает напряжение сигнала до величины, необходимой для работы регистратора 12.

При перемещении каретки 3 по рычагу 2 ротор 15, связанный с тросом 4, начинает вращаться, что приводит к изменению емкости Со переМенного конденсатора 14 пропорционально изменению нагружающего усилия. Поскольку переменный конденсатор 14 включен в цепь обратной связи аналогового усилителя 13, эквивалентная выходная емкость С управляемой электрической емкости 10, подключенной к датчику 9, равна

Сь = <со у где k — коэффициент усиления аналогового усилителя 13.

Ксли бы эквивалентная входная емкость С оставалась постоянной, то в процессе нагружения зависимость выходного напряжения датчика 9 от нагружающего усилия отклонилась от линейной зависимости. Однако эквивалентная входная емкость Свксинхронно увеличивается в процессе нагружения, причем закон ее изменения зависит от типа переменного конденсатора 14 и выбирается линейно зависящим от угла поворота ротора 15, т.е. таким образом, чтобы КоМ пенсировать нелинейность зависимости выходного напряжения от на1046651

Составитель М..Матюшин

Редактор И.Булла Техред А, Корректор Г.Решетник

Заказ 7720/42 Тираж 873 .Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гружающего усилия. Регистратор 12

" записывает весь процесс нагружения и разрушения образца 16.

Введение управляеМой электрической емкости, включающей переменный конденсатор, ротор которого кинематически связан со средством нагружения образца, позволяет расширить диапазон измерения нагружающих усилий за счет изменения емкости конденсатора синхронизированно с изменением нагружающего усилия.