Измерительное устройство к машинам для определения пределов упругости и текучести материалов при растяжении

Измерительное устройство к машинам для определения пределов упругости и текучести материалов при растяжении

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i i) 484440

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.10.71 (21) 1709058/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.75. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 26.12.75 (51) М. Кл. 6 01п 3/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 531.781.2 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Б. П. Фридман

Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО К МАШИНАМ

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛОВ УПРУГОСТИ И ТЕКУЧЕСТИ

МАТЕРИАЛОВ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ

Изобретение относится к контрольно-испытательным системам для исследования прочностных свойств и параметров строительных материалов, деталей механизмов и инженерных конструкций.

Известные измерительные устройства к»ашинам для определения пределов упругости и текучести материалов при растяжении, содержащие генератор питающего напряжения, дифференциально-трансформаторные датчики усилия и деформации, обмотки питания которых соединены с генератором, узел сравнения сигналов датчиков и индикаторное устройство, обеспечивают установку лишь абсолютных, безотносительных порогов срабатывания индикаторов диспропорции и нуль-органа без учета самим устройством изменяющихся исходных параметров образцов.

Это обеспечивает возможность предварительного задания устройству фиксации требуемых деформационных состояний исследуемого образца, в том числе границ интервалов упругости и текучести независимо от различных исходных геометрических и физических параметров образцов.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что для повышения точности измерений оно снабжено двумя параллельными каналами, связывающими соответственно датчики усилия и деформации с узлом сравнения и составленные каждый из последовательно соединенных аттенюатора, усилителя, эмиттерно-повторительного каскада, детектирующего узла и сглаживающего фильтра; дополнитель5 ным детектирующим узлом, вход которого соединен с выходом эмиттерно-повторительного каскада, включенного в канал датчика усилия; ступенчатым аттенюатором, вход которого соединен с выходом дополнительного детек10 тирующего узла; и балансным усилителем, входы которого соединены с узлом сравнения и ступенчатым аттенюатором, а выход — с индикаторным узлом.

На чертеже приведена функциональная

15 блок-схема предлагаемого устройства.

Оба дифференциально-трансформаторных датчика устройства — датчик 1 усилия и датчик 2 деформации, питаемые по своим первичным обмоткам генератором 3, связаны своими выходными обмотками с аттенюаторами 4, 5 канала усилия и канала деформации. Выходы аттенюаторов 4 и 5 соединены с усилительноинвертирующими ступенями 6, 7 и последующими эмиттерно-повторптельными каскадами

25 8 и 9, связанными с противополярно включенными детектирующими узлами 10, 11 и сглаживающими фильтрами 12, 13.

Эмиттерный повторительный каскад 8 канала датчика усилия связан как с индикаторным

30 узлом 14 действующего усилия, так и с до, 484440

3 полнительным детектирующим узлом 15, IIOлярность включения которого совпадает с полярностью включения детектирующего узла 11.

Фильтры 12 и 13 симметрично нагружены потенциометром 16, образующим дифференциальный выход первого контура I сравнивающей системы.

Дополнительный детектирующий узел 15 нагружен ступенчатым аттенюатором 17, связанным с одним из входов балансного усилителя

18, второй вход которого соединен с движком потенциометра 16 первого узла сравнения. Выход балансного усилителя 18 связан с индикаторным узлом 19 и исполнительным реле 20.

Измерительное устройство представляет собой двухступенчатую или двухконтурную дифференциально-сопоставительную следящую систему, первый контур 1 которой содержит каналы а и б линейно-масштабного преобразования сигналов датчика 1 усилия и датчика 2 деформации, а также узел сравнения 12, 13, 16, в то время как второй контур II дифференциально-сопоставительной системы включает в себя как сравнивающий выход потенциометра 16 первого контура, так и дополнительный детектирующий узел 15 и ступенчатый аттенюатор 17, а также балансный усилитель 18 с индикаторным узлом 19, совместно образующими выход второго контура II сравнивающей системы.

Устройство функционирует следующим образом.

Предварительно на испытываемый образец задается небольшая растягивающая нагрузка, при действии которой сигналы датчиков 1 и 2 аттенюаторами 4 и 5 взаимно согласуются по уровню, обеспечивая баланс системы по контуру I с нулевым сигналом на выходе потенциометра 16 первого узла сравнения.

В процессе дальнейшего наращивания растягивающего усилия, когда образец работает в зоне пропорциональных деформаций, согласованные по уровню сигналы датчиков 1 и 2 после линейного усиления и детектирования узлами 6, 8, 10 и 7, 9, 11, а также фильтрации фильтрами 12, 13, обеспечивают сохранение сбалансированного состояния системы по ее первому сравнивающему выход-движку потенциометра 16.

Приведенный к масштабу сопоставления усиленный сигнал датчика 1 усилия с выхода эмиттерного повторительного каскада 8 поступает на дополнительный детектирующий узел

15 контура II системы.

Продетектированный узлом 15 сигнал, коммутируемый ступенчатым аттенюатором 17, подается на один из входов балансного усилителя 18, на второй вход которого при работе образца в зоне пропорциональных деформаций не поступает никакого сигнала с движка потенциометра 16.

При этом в соответствии с положением ступенчатого аттенюатора 17, задающего количественые критерии для автоматического опре5

10 5

З0

40, 5

55 деления предела текучести или предела упругости изделия в зависимости от степени нарушения закона пропорциональности деформации, усилитель 18 будет разбалансирован таким образом, что стрелка индикаторного узла

19 отклонится влево от исходного среднего нулевого положения.

С момента, когда возрастающая растягивающая нагрузка вызовет отклонение испытываемой образцом деформации от линейного закона, произойдет разбалансировка напряжений на выходе первого узла сравнения 12, 13, 16. На движке потенциометра 16 начнется понижение потенциала, которое будет возрастать с увеличением растягивающего усилия.

Таким образом, с появлением диспропорции между деформацией образца и приложенным к нему усилием продолжающееся понижение потенциала, действующего с выхода ступенчатого аттенюатора 17 на один из входов балансного усилителя 18, будет происходить одновременно со вновь возникшим в момент нарушения закона пропорциональности деформации и все возрастающим понижением потенциала движка потенциометра 16, связанного со вторым входом балансного усилителя.

При этом балансный усилитель 18, входящий во второй контур описываемой двухконтурной следящей дифференциально-сопоставительной системы, выполняет функции непрерывного сравнения двух одновременно изменяющихся по различным законам сигналов постоянного тока — сопоставление запрограммированной ступенчатым аттенюатором 17 части преобразованного сигнала датчика 1 усилия с позже возникающим, но быстрее растущим разностным сигналом канала а датчика усилия и канала б датчика деформации, поступающим с дифференциального выхода потенциометра 16 сравнивающего узла 12, 13, 16 первого контура следящей системы.

В момент, отвечающий возникновению равенства между указанными сигналами, стрелка индикаторного узла 19 займет нулевое положение, а реле 20, перейдя в нейтральную позицию, разорвет свои контакты, дав команду на автоматический останов привода испытательной установки. Это обеспечивает самофиксацию всей контрольно-испытательной системы в положении, которое в соответствии с режимом испытания, заданным ступенчатым аттенюатором 17, отвечает пределу упругости либо предельной разрушающей нагрузке испытываемого объекта.

Предмет изобретения

Измерительное устройство к машинам для определения пределов упругости и текучести материалов при растяжении, содержащее генератор питающего напряжения, дифференциально-трансформаторные датчики усилия и деформации, обмотки питания которых соединены с генератором, узел сравнения сигналов датчиков и индикаторное устройство, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения

484440

Сеставитель В. Елисеенко

Техред Т. Миронова

Редактор Л. Василькова

Корректор О. Тюрина.заказ 3157/7 Изд. № 1796 Тирана 902 Г1одписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

lIo делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2 точности измерений, оно снабжено двумя параллельными каналами, связывающими соответственно датчики усилия и деформации с узлом сравнения и составленные каждый из последовательно соединенных аттенюатора, усилителя, эмиттерно-повторительного каскада, детектирующего узла и сглаживающего фильтра; дополнительным детектирующим узлом, вход которого соединен с выходом эмиттерноповторительного каскада, включенного в канал датчика усилия; ступенчатым аттенюатором, вход которого соединен с выходом дополнительного детектирующего узла; и балансным усилителем, входы которого соединены с узлом сравнения и ступенчатым аттенюатором, а выход — с индикаторным узлом.! !

1 !