- •8. Способы и средства первичного преобразования измеряемой физической величины
- •8.1. Получение представительного отображения
- •Физической величины
- •8.2. Погрешности отображения (преобразования) физической величины
- •8.3. Способы и средства первичного преобразования физической величины
- •8.4. Виды первичных преобразователей
- •8.5. Эффекты и чувствительные элементы, используемые для первичного преобразования
- •8.6. Измерительные преобразователи с электронным цифровым выходным сигналом
- •9. Приборы выдачи информации
- •9.1. Аналоговые приборы выдачи информации
- •9.2. Приборы выдачи цифровой информации
- •9.3. Дискретно-аналоговые преобразователи
- •9.4. Печатающие устройства для результатов измерений
- •9.5. Электронно-лучевые визуальные приборы
- •10. Способы и средства измерения продольных деформаций, наклепа и остаточных напряжений
- •10.1. Электрические способы измерения деформаций
- •Индуктивные тензометры
- •10.2. Механические способы измерения деформаций
- •10.3. Визуальные методы оценки деформаций
- •10.4. Методика исследования наклепа
- •5. Методы и средства исследования остаточных напряжений
- •10.5.3.Методы определения остаточных напряжений.
- •Теперь из соотношения (10.4) вытекает
Индуктивные тензометры
Это дифференциально включенные системы (рис.10.2). При ходеS опоры индуктивность одной катушки увеличивается на +L, а другая – уменьшается на -L. С помощью мостовой схемы разность L1 - L2= 2 L может быть преобразована в электрическое напряжение. Можно получить линейную зависимость напряжения от перемещения якоря до 80% длины катушки.
Характеристика индуктивных элементов
Входная величина - линейное перемещение, угол отклонения.
Выходная величина – изменение индуктивности, переменного напряжения.
Диапазон измерения – 80% длины катушки.
Погрешность – 1-3%
Частотный диапазон – 0-104 Гц.
Преимущества: высокая чувствительность, простота, отсутствие износа, большие перемещения.
Недостатки: чувствительность к внешним магнитным полям.
Виндуктивных тензометрах сердечник связан с подвижной опорой, а катушки составляют часть корпуса тензометра.
На рис.10.3 приведена схема применения индуктивного тензометра. На схеме обозначены: 1 – корпус тензометра, 2 – держатели с опорными элементами, 3 – стол испытательной машины, 4 – объект для измерения деформаций.
Емкостные тензометры используют при высоких температурах. Наибольшие температуры, при которых может применяться тензометр – 700 – 7500C. Плечами мостовой схемы являются конденсаторы (рис.10.4).
Рис.10.4
- Конструктивная схема емкостного
тензометра и его характеристика
На схеме обозначены: 1 – рамки, 2 – обкладки конденсатора на керамических пластинах.
Струнные тензометры
Принцип работы основан на том, что частота собственных колебаний струны изменяется при растяжении (рис.10.5). По обмоткам электрических магнитов проходят электрические импульсы и возбуждают колебания в струне. Частота собственных колебаний струны измеряется путем снятия с выводов обмотки электрического напряжения. Частота электрического напряжения является мерой деформации.
На схеме обозначены: 1 – корпус, 2 – электромагниты для возбуждения колебаний в струне, 3 – подвижная опора, 4 – объект измерения, 5 – струна.
Динамические измерения производятся до частот 25 Гц. Применяют в строительстве (контроль за плотинами), горном деле, судостроении.
10.2. Механические способы измерения деформаций
Механические тензометры с рычажной передачей
Применяют для легкодоступных мест, если деформация статическая. Закрепляют такие тензометры при помощи прижимов.
Тензометр (рис.10.6) содержит корпус 1 с неподвижной призмой (опорой), подвижную призму - опору 2, рычажную систему, содержащую четыре рычага, один из которых – это указатель 4, и отсчетную шкалу 5.
Перед измерением деформаций тензометр закрепляется на объекте измерения 3. Рычажная система увеличивает изменения базы L0до 12000 раз.
Механические тензометры с торсионной лентой
В таких тензометрах чувствительным элементом является скрученная натянутая лента (спиральная пружина, как в часах), к которой в середине прикреплен указатель.
Кернерные тензометры
Базы 10 - 300 мм. Чувствительность превышает 0,5 мкм. Применяется для длительного контроля за состоянием сооружений.L=L-L0; L0 и Lизмеряют путем кратковременной установки тензометра на шарики, зачеканенные в исследуемую поверхность (рис.10.7). Разность L-L0определяет деформацию. Чаще всего применяют шарики1,5 мм.
На схеме обозначены: 1 – корпус с неподвижной опорной призмой, 2 – рычаг с подвижной призмой, 3 – индикатор.
Зеркальный тензометр Мартенсапредставлен на рис. 10.8.
На схеме обозначены: 1 – прижимная пружина с неподвижной опорой, 2 – призма с зеркалом, 3 – зрительная труба, 4 – линейка – шкала. L0 = 100 – 200 мм.
Погрешность измерения менее 0,1 %. Схема позволяет установить соотношение , откуда.