Устройство для измерения внутреннего трения твердых тел

Устройство для измерения внутреннего трения твердых тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к.измерительной технике. Повышение точности измерения внутреннего трения твердых тел реализуется за счет того, что испытуемый образец 6 совершает затухание колебания на двух пленочных электродах 9, 10, один из которых заземлен, а другой соединен с источником напряжения 11. Электроды 9, 10 и образец 6 образуют конденсатор, напряжение на котором поддерживается постоянным за счет изменения электродвижущей силы источника 11, из-за изменения емкости между электродами 9, 10 и образцом 6 на резисторе 15 падает постоянное напряжение. Когда сигнал на выходе усилителя 12 равен нулю, выходное напряжение первого компаратора 17 меняет знак и первый формирователь 18 импульсов вырабатывает импульсы, интервал времени между которыми равен периоду колебаний образца 6. Эти импульсы заправляют работой формирователя 19 пилообразного напряжения, с выхода которого напряжение поступает на вход второго компаратора 20 и на вход пикового детектора 21. Второй формирователь 23 импульсов вырабатывает импульсы, запускающие аналого-цифровой преобразователь 13, с выхода которого измеренные значения выходного сигнала усилителя 12 поступают в память вычислительного блока 14, где происходит определение величины внутреннего трения. 1 ил. с S (Л 09 О) ч QD

CCN03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 3978746/24-28 (22) 10.11.85 (46) 29.02.88. Бкл. ¹ 8 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) А. В. Мозурас, В. В. Волков, P.Þ.Þ. Гульбинас и Э.С.Б. Славицкас (53) 620,158(088.8) (56) Криштал А. M., Головин С. А. Внутреннее трение и структура металлов.

М.: Металлургия, 1976, с. 375.

Авторское свидетельство СССР № 1054742, кл. 6 01 И 11/16, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Повьппение точности измерения внутреннего трения. твердых тел реализуется за счет того, что испытуемый образец 6 совершает затухание колебания на двух пленочных электродах 9, 10, один иэ которых заземлен, а другой соединен с источником напряжения 11. Электроды 9, 10 и образец 6 образуют конденсатор, на„„SU„„13?7679 А f

G 01 N 11/16 пряжение на котором поддерживается постоянным за счет изменения электродвижущей силы источника 11, из-за изменения емкости между электродами

9, 10 и образцом 6 на резисторе 15 падает постоянное напряжение. Когда сигнал на выходе усилителя 12 равен нулю, выходное напряжение первого компаратора 17 меняет знак и первый формирователь 18 импульсов вырабаты" вает импульсы, интервал времени между которыми равен периоду колебаний образца 6. Эти импульсы управляют работой формирователя 19 пилообразного напряжения, с выхода которого напряжение поступает на вход второго компаратора 20 и на вход пикового детектора 21. Второй формирователь 23 импульсов вырабатывает импульсы, запускающие аналого-цифровой преобразова- С тель 13, с выхода которого измеренные значения выходного сигнала усилителя

12 поступают в память вычислительного блока 14, где происходит определение величины внутреннего трения. 1 ил.

1377679

Изобретение относится к измеритель" ной технике и может быть использовано для исследования физико-механических свойств материалов по измеренным параметрам свободно затухающих колебаний.

Целью изобретения является повышение точности измерения внутреннего трения за счет увеличения информатив- 10 ного сигнала.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для измерения внутреннего трения содержит направляющие 1, на которых в одной плоскости установлены с возможностью перемещения вдоль направляющих 1 две плоские прямоугольные пластины 2 и 3 из диэлектрическо- 20 го материала, на которых закреппены стеклянные нити 4 и 5, на которые опирается исследуемый образец 6 в своих узловых линиях, нанесены два внутренних пленочных электрода 7 и 8 25 для электростатического возбуждения поперечных колебаний образца 6 и два крайних пленочных электрода 9 и 10,, для измерения максимальной скорости передвижения части образца 6, нахо- 30 дящейся в области последних электродов. Один из крайних электродов 10 соединен с источником II напряжений, .а другой †. эаземлен. Источник 11 напряжений, усилитель, аналого-цифровой 35 преобразователь 13, вычислительный блок 14 соединены последовательно.

Параллельно входу усилителя 12 включен резистор 15, а выход усилителя

12 через блок 16 компенсации напря- 40 жения соединен с управляющим входом источника 11 напряжения. Выход усилителя 12 также соединен с первым, входом первого компаратора 17, второй вход которого заземлен. Выход перво- 45 го компаратора 17 соединен с входом первого формирователя 18 импульсов, выход последнего подключен к управля» ющему входу формирователя 19 пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом второго компаратора 20 и с входом пикового детектора 21, который через делитель

22 напряжения соединен с вторым входом второго компаратора 20. Выход последнего через второй формирователь

23 импульсов соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя 13.

Устройство работает следующим образом.

Для возбуждения колебаний в образце 6 на электроды 7 и 8 появляется переменное напряжение и электростатическим путем возбуждаются поперечные колебания образца 6 на частоте механического резонанса, соответствующей I-й форме колебаний.

Измерение внутреннего трения проводится после отключения возбуждения, когда образец 6 совершает свободно затухающие колебания.

На один из крайних электродов 10 с источника ll напряжения подается постоянное напряжение. Поддержание постоянного напряжения U на конденсаторе, содержащем два крайних электрода 9 и 10 и образец 6, необходимо, так как это обеспечивает пропорциональность выходного сигнала U скорости передвижения части образца, находящейся в области электрода 10, через положение равновесия.

Для поддержания постоянного напряжения U электродвижущая сила Е источника 11 напряжения изменяетсь по следующему закону;

Е = U + iR, где U — постоянное напряжение; R— сопротивление резистора 15, ток в цепи земля - электрод 9 - образец 6 - электрод 10 — источник 11 напряжения - резистор 15 - земля.

Это осуществляется с помощью блока

16 компенсации напряжения, который управляется входным сигналом усилителя 12.

Из-за изменения электрической емкости между электродами 9 и 10 и образцом 6 на резисторе 15 падает переменное напряжение, которое усиливается усилителем 12. В моменты времени, когда-. сигнал на выходе усилителя 12 равен "0", т.е..в моменты

Qt = — + 2li„и c0t =->< + 2n

2 (4) — циклическая частота колебаний образца 6, п — целое положительное число), выходное напряжение первого компаратора 17 меняет свой знак.

Первый формирователь 18 импульсов вырабатывает импульсы в моменты времеи ни et = — + 2 „, интервал времени

1377679 определяется величина внутреннего — I трения Я

Формула изобретения

s»>.

Q =в 1п

U be.

Составитель К. Тавлинов

Техред А. Кравчук Корректор В. Гирняк

Редактор Л. Повхан

Заказ 862/37

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ 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 между которыми равен периоду колебаний Т образца 6.

Указанные импульсы управляют работой формирователя 19 пилообразного напряжения. Между двумя последовательными импульсами с выхода первого формирователя 18 импульсов выходное напряжение формирователя 19 пилообразного напряжения периодически линейно возрастает до максимального значения пропорционального периоду колебаний Т образца 6. Пилообразное напряжения с выхода формирователя 19 пилообразного напряжений поступает на 15 первый вход второго компаратора 20 и на вход пикового детектора 21, на выходе которого появляется напряжение

Ц, которое, разделенное с помощью делителя 22 напряжения на четыре, по- 20 ступает на второй вход второго компаратора 20. В моменты времени у т, = !!

+ 2Т„и G3t = Т + 2Т„выходное напряжение второго компаратора 20 ме-25

И няет знак. В моменты времени ut, = — Ф

+ 2Т„второй формирователь 23 импульсов вырабатывает импульсы, которые в эти моменты запускают аналого- 30 цифровой преобразователь 13. Последний измеряет мгновенное значение выходного сигнала усилителя 12, пропорциональное скорости передвижения части образца 6, находящейся в области крайних электродов 9 и 10, через положение равновесия. Измеренные значения U »„, с выхода аналогоцифрового преобразователя 13 поступают в оперативную память вычислитель- 40 ного блока 14. В вычислительном блоке .14 по двум соседним значениям U „,„; и U вью „, по формуле

Устройство для измерения внутреннего трения твердых тел, содержащее две направляющие, на которых установлено с воэможностью перемещения основание в виде двух плоских прямоугольных пластин из диэлектрического материала, на каждой из которых расположены по два пленочных электрода и одной стеклянной нити, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, оно дополнительно снабжено пиковым детектором, делителем напряжения, блоком компенсации напряжения, последовательно соединенными источником напряжения, усилителем, параллельно входу которого включен резистор, аналогоцифровым преобразователем и вычислительным блоком, последовательно соединенными первым компаратором, один вход которого заземлен, а второй вход соединен с выходом усилителя, первым формирователем импульсов, формирователем пилообразного напряжения, вторым компаратором и вторым формирователем импульсов, выход которого подключен к управляющему входу аналогоцифрового преобразователя„ вход пикового детектора подключен к выходу формирователя пилообразного напряжения, выход пикового детектора через делитель напряжения подключен к второму входу второго компаратора, вход блока компенсации напряжения соединен с выходом усилителя, выход блока ком-; пенсации напряжения соединен с управляющим входом источника напряжения, соединенного с одним из крайних электродов, второй крайний электрод заземлен.