Тензорезисторный способ измерения статической магнитострикции образца

Тензорезисторный способ измерения статической магнитострикции образца

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

П ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (11) 602893 Ф, I г „Ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. свил-ву (22) ЗаЯвлеио Ol 09.75 (21) 2171431У18-21 с tIpHcopJèíåHèåì заявки № (23) Приоритет— (43) (2публиковаио 15.04.78. Бюллетень N 14 (45) Дата опубликования описания.13.03.78 (51} М. Кл.

& 01 Г 33/18

Государственный немнтет

Севвтв Мнннстрав CCI;p пв делам нзееретеннй н етнрытнй (53) УДК 621.317.412 (088,8) (72) Авторы изобретения

И. !1еордиев и Т. Х. Бикташев

Институт физики метаппов и проектный и научноисспе довате пьский институт "Уральский промстройнпипроект" (71) Заявитель (54) ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ

СТАТИЧЕСКОЙ МА HHTOCTPHKILHH

О БРА ЗБА

Изобретение относится к технике магнитньтх измерений, а бопее конкретно к методам прямого измерения магнитострикционной деформации, использующим в качестве первичного преобразователя тензорезистор. 5

Известны способы и устройства, основанные на различных физических принципах измерения малых изменений линейных размеров теп и предназначенные для определения деформаций теп при их намагничивании(11.

Недостатком их является низкая точность измерений.

Ближайшим по технической сущности к

/ предпагаемому изобретению является способ, который предпопагает проведение измерения в нескопько тактов(2).

В общем случае такты и порядок. их проведения следующие.

Такт балансировки измерительного тракта, при котором фиксируют сигнал на выходе измеритепьного тракта и с помощью эпементов бапансировки сводят этот сигнал к нулю.

Такт градуировки иэмеритепьного тракта, при котором с помощью образцового резисто- @ ра {обычно постоянной вепичины) разбапанснруют последний на известную вепичину и поске протекания переходных процессов в измеритепе фиксируют величину сигнала на выходе измеритепьиого тракта.

Повторяют такт балансировки.

Такт собственно измерения, при котором создают поле, намагничиваюшее исследуемый образец, на котором закреппен рабочий тензорезистор, воспринимающий магнитострикционные деформации образца, и после попучения установившегося значения сигнапа на выходе измерительного тракта фиксируют его.

Абсопютную вепичину магнитострикции опредепяют по результатам сигналов, фиксируемых во втором и четвертом тактах, с использованием известной формупы, Однако такой способ отпичается недостаточной точностью измерения.

Цепь изобретения — повышение точности измерения магнитострикции.

Бепь достигается тем, что в тензореэис торном способе измерения статической магнитострикции образца основанном на про602891

1 веденин измерений в нескопько равных по дпнтеи-;ности тактов, путем подкпючения к мо с ту о бр азцов ого резистора, прове денни в первом !» третьем такте поверки нупя, а во Bòoi îì — эпементарного измерения, фикси- 5 ро;-:;анин результата измерения в кэнце каждо. о такта, в четные такты производят намагна-в.ванне исследуемого образца с рабочим тензореэистором, в начале каждого четного такте, начиная с четвертого, по »0 величине разности между результатом эпементагаього измерения, фиксируемого в предыдущем четном такте, и попусуммой резупьтатов поверок нупя, проводимых в соседних с ним нечетных тактах, изменяют образцовый резистор на вепичицу, пропорционапьпу»о этой разности в направлении све Iei!!!!I ее к нулю, а при достижении этой равпой надю по попу бренной вели ч.»н:.:; сСр:ездового резистора, d также по наврав маню его изменения в процессе peI"уппровки судят о величине и знаке магнитострикциы.

1»а чертеже приведена бпок схема устройства дпя реапнзацпи предпагаемого способа.

Устройство содержит образцовый резистор 1, через ключ 2, нодсоедпняемый, например, параппепьпо к одному из ппеч тенэомосча 3, в который вкшочен рабочий тензо30 резистор 4, воспринимающий деформации нс ле,, еми о образца 5,. помещенного в памагничиваюшее устройство 6, индикатор 7 (напри:-!ер. пзм<=.рит;-:льпьп! прибор с нулем

Ъ 8 35 посредине выходного сигнапа усипйтепя 8, вычиспитепьное устройство 9 и блок 10 у яр а Б из-. н и я.

11апряжение на выходе усипитепя 8 в

I;x такте может быть представпено в виде

40 суммы спедующих спагаемых:

1 о + " т Qo Ч. .ц постоянная составпяюшая дрейфа, обуси и ...энная исходной разбалансировкой 45 тензомогта 3 и смешением нуля усипител а с А+ = прогресс. ир) юшая составпяю» шая дрейфа, обу повпенная изменением параметров эпомептов измеритепьного тракта из-за воздействия внешних и внутренних 50 дестабилизирующих факторов; К Е вЂ” информационная составляющая, где K-коэффициент передачи измерительного тракта, равный

BpoHGBc.äåIIèþ коэффициентов передачи тензо моста 3 и усипитепя 8, а f-суммарная 55 величина относнтепьных изменений сопротивлений ппеч тенэомоста 3 за счет воздействий образцового резистора Е 0 и магнитострикции ЬЛ($-тензочувствитепьиость рабо- чего тензорезистора 4).

В исходном состоянии блок 10 управпения не работает, кпюч 2 разомкнут, намагничивающее устройство 6 выкпючено, выходной сигнал вычислительного устройства 9 равен нулю, значение образцового резистора

1 произвольное, значение выходного сигнала индикатора 7 обусловлено разбапансом тензомоста 3 и дрейфом нупя усипитепя 8, то есть дестабипиэируюшими факторами.

Если усипитепь 8 работает в обпасти or раничения — нупевой чувствитепьности (зашканивания индикатора 7,) то оператор с помощью органов балансировки тенэомоста 3 (на схеме не показаны) добивается сигнала на выходе усипитепя 8, бпизкого к нупю. Затем он запускает бпок 10 управпенич - начинается цикл измерения, состоящий из многократно повторяющихся тактов ! равной дпитепьности Т, причем в нечетных тактах проводятся поверки нупя, а в четных — элементарные измерения с предваритепьным изменением величины образцового резистора 1

В первый такт ключ 2 разомкнут — образцовый резистор 1 не воздействует на тензомост 3, то есть 6д =0, намагничивающее устройство 6 выключено — исспедуемый образец не .намагничивается, тоесть

Д О. В конце такта, считая t = О, по команде блока 10 вычислительное устройст Во 9 производит запоминание выходного сигнала усилителя 8:

На время второго такта по команде блока

10 управления замыкается ключ 2, включается намагничиваюшее устройство 6 и поспе протекания переходных процессов— в конце такта (череэ время Т после фиксации результата поверки нуля в первом такте) — вновь по команде бпока 10 производится запоминание выходного напряжения усипителя 8 = К(ЯО ч.S3.)+U +(Т.

B третьем такте размыкается кпюч 2, выключается намагничиваюшее устройство

6 и через время Г после фиксации сигнапа во втором такте бпок 10 подает команду на запоминание устройством 9 сигнапа

UÝ=U++А (Т Фт).

B начале четвертого такта вновь замыкается кпюч 2 и включается намагничиваюшее устройство 6. В это же время по команде блока 10 выходной сигнал вычиспитепьного устройства 9, формируемый как

6< Т и, спедоватепьно, равный >1 »gt )ь подается на вход бпока 10, который изме602891 няет образцовый резистор 1 на величину, пропорциональную ь, и в направлении (Ь )-0, В конце этого такта — по окончании в измерительном тракте переходных процессов, вызванных коммутацией и изменением обраэцо- 5 ного резистора 1, в память, хранящую Ц, записывается

Ц, K(fо +S3)+9„1- ЬсАТ, где 6 -относительное изменение сопротив- о пения тензомоста 3 за счет подключения измененного значения величины образцового резистора 1.

В дальнейш м процессы повторяются (в четных аналогично рассмотренным в четвертом такте, а в нечетных — в первом и третье".г) до тех пор, пока форм вычислительным устройством разность д) не станет равна нулю (изменения образцового резистора прекращаются) при этом

5)=K(6О +ЬЪ) то есть 3

Откуда видно, что измеряемая величина магнитострикции и ее знак (»-" указывает на противоположность разбалансировок, вы25 зываемых Ьц и % . ) определяются величиО! ной установившегося значения образцового резистора 1 и направлением его изменения в процессе регулировки.

Формула изобретения

Тензорезисторный способ измерения статической магнитсстрикции образца, основанный на проведении измерений в несколько равных по длительности тактов, путем подключения к мосту образцового резистора, проведении в первом и третьем тактах поверки нуля, а во втором - элементарного измерения, фиксировании реэупьтата измерения н конце каждого такта, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с цепью повьпиения точности, в четные такты производят намаг ничинание исследуемого образца с рабочим тензореэистором, н начале каждого четного такта, начиная с четвертого, по величине разности между результатом элементарного измерения, фиксируемого н предыдущем четном такте, и полусуммой результатов поверок нуля, проводимых в соседних с ним нечетных тактах, изменяют образцовый резистор на величину, пропорциональную этой разности в направлении сведения ее к нусио, а при достижении этой разности, равной нугно, по полученной наличиие образцового резистора, а также по направлению его изменения н процессе регулировки судят о величине и знаке маг нптострикции.

Источники информации, принятые,во внимание при экспертизе.

1. Алиев Т. М., Сейдепь 11. Р. Автоматическая коррекция погрешностей. цифровых

>ю j> измерительных приборов, И., Энергия, 1975, с. 70-74.

2. Чечерникон В, И. Магнитные иэмерения, изд. МГУ, 1969, с. 157-183.

ЦНИЦПИ Заказ 1842/42

Тираж 1112 Подписное

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4