Устройство для определения температурной зависимости модуля упругости материалов

Устройство для определения температурной зависимости модуля упругости материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области исследований физических свойств материала с помощью звуковых и ультразвуковых колебаний и может быть использовано для определения температурных зависимостей модулей упругости твердых тел. Целью изобретения является повьпиение точности и производительности контроля за счет измерения часто1Ъ1 собственных колебаний образца путем последовательного приближения частоты сигнала возбуждающего генератора к частоте свободных затухающих колебаний образца. В процессе контроля образец 4 нагревают и регистрируют сигнал магнитострикционного преобразователя 3 двумя преобразующими цепями из формирователей 7, 10 импульсов, инверторов 8, II f схем 9, 12. Выходной сигнал суммагора 14 свидетельствует о наличии пибо отсутствии разности в вольтсекундных площадях входных импульсов. Если разность не равна нулю, то интегратор 15 перестраивает частоту генератора 1 до тех пор, пока сигнал на выходе сумматора 14 не станет равньЕМ нулю. Тогда срабатывает нуль-орган 16, включающий на короткое время частотомер 17 и блок измерения температуры . Частотамер 17 измеряет частоту сигнала генератора 1, которая с б сл оо оо со 4 9мЛ

„Ф * р, ply

=4. A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО-1ИХ

РЕСПУБЛИК, SU, 1343341

Ai (5!) 4 С О1 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVlV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) .023371/2:.-28 (22) 24.1?.85 (46) 07.!0.87. Бюл. М 37 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Я.Т.Луцик, P.È.×åõ, И.С.Лихновский, В.П.Мотало и В.В.Паракуда (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 474698, кл. G 01 H 11/06, 1973.

Механические испытания конструкционных сплавов при криогенных температурах. Сб. научных трудов. Киев.:

Наукова думка, 1982, с. 134-135. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области исследований физических свойств материала с помощью звуковых и ультразвуковых колебаний и может быть использовано для определения темперагурных зависимостей модулей упругости твердых тел. Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля за счет измерения частоты собственных колебаний образ— ца путем последовательного приближения частоты сигнала возбуждающего генератора к частоте свободных затухающих колебаний образца. В процессе контроля образец 4 нагревают и регистрируют сигнал магнитострикционного преобразователя 3 двумя преобразующими цепями из формирователей

7, 10 импульсов, инверторов 8, 11 н схем 9, 12. Выходной сигнал суммагора 14 свидетельствует о наличии либо отсутствии разности в вольтсекундных площадях входных импульсов.

Если разность не равна нулю, то интегратор 15 перестраивает частоту генератора 1 до тех пор, пока сигнал на выходе сумматора 14 не станет равным нулю. Тогда срабатывает нуль-орган 16, включающий на короткое время частотомер 17 и блок измерения температуры. Частотомер 17 измеряет частоту сигнала генератора 1, которая

134334 равна частоте собсгвенных колсбапий образца 4. Значение измеренной часто.ты подается на блок вычисления модуля упругост;; "1, где ря«с»>тынается значение модуля упругости млтериала образца. 2 ил.

Изобретение относится к исследованиям физических свойств материалов с помощью звуковых и ультразвуковых колебаний и может быть использовано для определения температурных зависимостей модулей упругости твердых тел.

Целью изобретения является повышение точности и производительности контроля эа счет измерения частоты собственных колебаний образца путем последовательного приближения частоты сигнала возбуждающего генератора к частоте свободных затухающих колебаний образца.

На фиг.l представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для определения температурной зависимости модуля упругости материалов содержит последовательно соединенные генератор I, модулятор

2, магнитострикционный преобразователь 3, предназначенный для взаимодействия с образцом 4 материала, усилитель-ограничитель 5 и генератор 6 строб-импульса. Генератор 1 имеет . два выхода — для синусоидального сигнала и прямоугольных импульсов той же частоты. Г1одулятор 2 соединен с выходом синусоидального сигнала генератора

Устройство содержит последователь— но соединенные первые формирователь 7 импульсов, инвертор 8 и схему И 9, вторые формирователь IO импульсов, инвертор 11 и схему И 12. Первые входы формирователей 7 и 10 импульсов соединены с выходом генераторов строб-импульс», второй вход первого формирователя 7 импульсов соединен с выходом усилителя-ограничителя 5, второй вход второго формирователя 10 импульсов соединен с выходом генерато. ра 1 непрерывных прямоугольных импульсов. Вторые входы схем 9 и 12 И соединены с выходами формирователей

IO и 7 соответственно.

Устройство содержит подключенный

5 к выходам второй схемы И 12 третий инвертор ) 3, последовательно соединенные сумматор 14, входами подключенный к выходам первой схемы И 9 и третьего инвертора 13, и интегратор 15, подключенный к входу генератора 1 непрерывных сигналов, последовательно соединенные нуль-орган 16, подключенный к вьгходу сумматора 14, и частотомер 17, вторым входом соединенный с выходом генератора 1 непрерывных сигналов, последовательно соединенные датчик 18 температуры, блок 19 измерения температуры и регистратор 20, выполненный в виде цифропечатающего блока, блок 21 вычисления модуля упругости, соединенный с выходом частотомера 17 и входом регистратора 20. Позицией 22 обозначен нагреватель, в котором размещены образец 4 и датчик

25 18 температуры.

Устройство работает следующим образом.

Образец 4 исследуемого материала

ЗО совместно с датчиком !8 температуры помещают в нагреватель 22 и подвергают нагреву. Сигнал синусоидальной формы (фиг.2а) с выхода генератора

1 непрерывных колебаний поступает на

З5 модулятор 2, в котором формируется радиоимпульс длительностью Т (фиг. 2б), содержащий 10-40 колебаний сигнала заполнения (на фиг.2б показано 4 колебания).Этот радиоимпульс преобразу4п ется в магнитострикционном преобразователе 3 в акустический сигнал, который по линии связи поступает на образец, возбуждает в нем колебания.

За время Т действия радиоимпульса

45 образец 4 "раскачивается", а после окончания радиоимпульса осуществляет свободные затухающие колебания собственной частоты (фиг.2в).

3 13

Отраженный сигнал (фиг. 2в), т. е. сигнал снободных затухающих колебаний образца, с принимающей катушки млгнитострикционного преобразователя 3 поступает нл вход усилителя-ограничителя 5, формирующего из него прямоугольные импульсы (фиг.2г).

Первый из этих импульсон запуска т генератор 6 строб-импульса, который своим сигналом (фиг.2д) устанавливает начало работы формирователей 7 и IO импульсов. енератор 6 строб-импульсл построен с использованием счетчиков импульсов, устанавливающих интервал от начала поступления сигнала до фронта строб-импульса. Строб-импульс поступает на входы запуска формирователей 7 и 10 импульсов, которые формируют соответственно из сигнала с выхода усилителя-ограничителя 5 (фиг.2г) и сигнала генератора (фиг.2е) прямоугольные импульсы, равные по длительности заданному числу и периодов входных сигналов. С выхода формирователя 7 импульсов полу

10 — импульс длительностью пВ (фиг.2з) (здесь и — число импульсов сигналов, А — период сигнала затухающих колебаний образца 4,  — период сигнала генератора 1).

Указанные прямоугольные импульсы подаются на входы инверторов 8, 11, причем сигнал с выхода формирователя

7 импульсов (фиг.2ж) подается на вход схемы И 12 совместно с инвертированным посредством инвертора 11 сиг. налом формирователя 10 импульсов (фиг.2к), а сигнал с выхода формирователя IO импульсов поступает на вход схемы И 9 совместно с инвертированным посредством инвертора 8 сигналом формирователя 7 импульсов (фиг.2и). В результате этого на выходах схем 9 и 12 образуются короткие импульсы (фиг.2л, м), длительность которых одинакова только в том случае, когда длительности прямоугольных импульсов пА и пВ равны между собой. 3341 тельствует о наличии либо отсутствии разности н вольтсекундных площадях входных импульсов. Если разность не равна нулю, то интегратор 15 перестраивает частоту генератора l до тех пор, покл сигнал на выходе сумматора 14 не станет равным нулю. Тогда срабатывает нуль-орган 16, включающий на короткое время частотомер

17 и блок 19 измерения температуры.

Частотомер 17 измеряет частоту сигнала генератора I которая равна частоте собственных колебаний,образца 4. Значение измеренной частоты подается на блок 21 вычисления модуля упругости, где рассчитывается значение модуля упругости материала образца согласно формуле

2О E =41 Р f где — длина образца; плотность материала образца; — частота собственных колебаний образца.

25 Блок 19 измерения температуры посредством датчика 18 температуры, находящегося в непосредственной близости с исследуемым образцом 4, измеряет температуру образца. Значение модуля

30 упругости материала образца и соответствующее ему значение температуры подают на цифропечатающий блок 20.

Устройство обеспечивает высокую точность определения температурной зависимости модуля упругости материала, поскольку измерение частоты собственных колебаний и температуры образца осуществляется одновременно, т.е. значение модуля упругости мате4р риала точно будет соответствовать значению температуры.

Устройство значительно повьппает производительность труда при проведении исследований температурной зави45 симости и модуля упругости материалов, так как отпадает необходимость предварительного расчета резонансной частоты ручной перестройки частоты генератора непрерывных колебаний, 5п расчета модуля упругости.

Все измерения и вычисления осуществляются автоматически.

Импульс с выхода схемы И 12 через инвертор 13 (фиг.2м) поступает на один вход сумматора 14, на другой вход которого поступает неинвертированный импульс с выхода схемы И 9.

Выходной сигнал сумматора 14 свидеФормула изобретения

Устройство для определения температурной зависимости модуля упругости материалов, содержащее последовательно соединенные генератор и магни1343341

Составитель И.Ардашева

Техред М.Дидык Корректор Л.Патай

Редактор А.Шандор

Заказ 4818/46 Тираж 776 Подписное

ВЙИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тострикционный преобразователь, подключенный к последнему усилитель, соединенный с генератором частотомер, нагреватель, блок измерения температуры и регистратор, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности, оно снабжено последовательно соединен-i ными генератором строба, первыми формирователем импульсов, инвертором и схемой И, второй вход первого формирователя импульсов и вход генератора строба соединены с выходом усилителя, последовательно соединенными вторыми формирователем импульсов, инвертором и схемой И и третьим инвертором, вторые входы схем И соединены соответственно с выходами первого и второго формирователей импульсов, входы последнего соединены с выходами генератора строба и генератора, последо5 вательно соединенными сумматором, входами подключенным к выходам первой схемы И и третьего инвертора, и интегратором, подключенным к входу

lD генератора, нуль-органом, включенным между выходом сумматора и входами частотомера и блока измерения температуры,блоком вычисления модуля упру гости, подключенным к выходу частотоме15 ра,а в качестве регистратора использован цифпопечатающий блок, подключенный к выходам блоков измерения температуры и вычисления модуля упругости.