63626

Диаграммные аппараты

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Диаграммные аппараты служат для графического изображения зависимостей основных параметров испытания. Способы передачи информации на диаграммный аппарат: Механический Электрический Гидравлический...

Русский

2014-06-22

315.19 KB

0 чел.

3.4 Диаграммные аппараты.

Диаграммные аппараты служат для графического изображения зависимостей основных параметров испытания.

Способы передачи информации на диаграммный аппарат:

  1.  Механический
  2.  Электрический
  3.  Гидравлический
  4.  Оптический

3.4.1 Диаграммные аппараты механического типа

Рис.

Увеличение масштаба деформации за счет увеличения диаметра барабана; увеличение масштаба диаграммы за счет применения системы шестерен - не целесообразно, так как это не повышает, а даже понижает точность записи. Усилие записывается точно, а  перемещение -приблизительно, так как во время испытания деформируется кроме испытываемого образца и активный захват, нить при помощи которой вращается барабан и т. д.

3.4.2 Гидравлический диаграммный аппарат

Рис.

Если трубку Бурдона соединить с рабочим цилиндром, то угол поворота барабана будет пропорционален приложенной нагрузке.

От соотношения объемов плунжера I и сильфона зависит только масштаб перемещений.

3.4.3 Оптический диаграммный аппарат.

Рис.

Такие диаграммные аппараты применяются в машинах для испытания микрообразцов.

Передаточное число находится в пределах 50-250.

Запись диаграммы осуществляется при помощи фотокамеры.

Тензометры

При измерении напряженно-деформированного состояния деталей и агрегатов при их эксплуатации используют ряд методов тензометрии, в основу которых положены различные физические принципы измерения.

Существуют – рентгеновские методы, методы фотоупругости, хрупких покрытий, гальванических покрытий и методы с использованием тензометрических преобразователей.

Сущность рентгеновского метода измерения основана на явлении интерференции рентгеновских лучей, проходящих через решетку исследуемого материала.

В основу хрупких покрытий положен эффект образования трещин под действием приложения нагрузок.

Метод гальванических покрытий основан на образовании темных пятен на медном гальваническом покрытии, нанесенном на исследуемый объект. Этот метод используется при циклическом нагружении. При известном числе циклов нагружения, модуле упругости материала объекта определяют  минимальное значение напряжения, при котором появляются темные пятна на гальваническом покрытии.

Метод фотоупругости основан на использовании явления двойного лучепреломления у прозрачных материалов под действием механических напряжений. При этом величина двойного лучепреломления пропорциональна значениям деформации объекта, которая определяется порядком интерференционных полос, при просвечивании материала поляризационным светом.

Тензометрические преобразователи подразделяются на – механические, оптические, гидравлические, пневматические, струнные (акустические), электрические.

Действие механических тензометров основано на масштабном преобразовании деформации с помощью механических передач до величины, удобной для регистрации. Для этой цели используют рычажные и рычажно-зубчатые передачи.

В оптических тензометрах для преобразования деформации в удобную для регистрации величину используют оптический луч. При этом отсчет можно производить по перемещению светового пятна на шкале.

Действие гидравлических и пневматических тензометров основано на изменении расхода жидкости или газа через измерительное сопло.

В струнных тензометрах используют изменение частоты собственных колебаний струны при деформации объекта.

В основу работы электрических тензометров положен принцип измерения изменения параметров электрической цепи при перемещении.

Электрические тензометры делят на тензометры сопротивления, индуктивные, емкостные, пьезоэлектрические.

Действие потенциометрического тензометра сопротивления основано на измерении величины сопротивления между ползунком потенциометра, механически связанным с опорной призмой, образующим базу и крайним выводом потенциометра.

В основу емкостных тензометров положено изменение электрической емкости между двумя пластинами, вызванное перемещением одной из пластин под действием деформации.

Существует большой класс тензорезисторных тензометров, действие которых основано на принципе изменения сопротивления металлов или полупроводников под действием деформации.

Чувствительным элементом таких тензометров является тензодатчик, он может быть проволочным, фольговым и полупроводниковым.

Дальше идет аппаратура для записи диаграммы «нагрузка - деформация».

Измерение перемещений

В датчике перемещения измеряется расстояние подвижной точки на объекте от неподвижной точки. Обычно датчики для измерения перемещений изготавливаются на основе резистивных чувствительных элементов (в том числе и тензорезисторов), индуктивных, емкостных и т.д.

Применяются датчики как с непрерывным выходным сигналом (аналоговые), так и с дискретным (цифровые).

Рассмотрим некоторые из датчиков:

а) линейные измерения

РИС.

- реостатный датчик перемещений (аналоговый)

Датчик перемещений с тензорестором
РИС- балочный (для больших перемещений)
РИС- П-образный для больших перемещений
РИС- круговой датчик для средних перемещений
РИС- балочный для малых перемещений
РИС- П-образный для измерения малых перемещений
РИС- кольцевой (1:2*10
-6 ) – (1:2) мм

1.2.3. Индуктивные датчики перемещений

В этих датчиках в качестве чувствительных элементов используются дифференциальные дроссели или трансформаторы.

Измерительный путь S серийных датчиков составляет ~ 80% длины катушки и
равен 0,5 90
± 500 мм

Рис.

-индуктивный (солиноид) трансформаторный (1:2)-(30:500) мм
частотный диапазон 0 - 1250 Гц

Рис.

- индуктивный больших перемещений

Цифровые датчики

Рис.

- с переключающим элементом

Рис.

- индуктивный безконтактный

Рис.

- с электродинамическим чувствительным элементом (магнитная, воспроизводящая головка)

Рис.

- с фотоэлектрическим чувствительным элементом

1.2.4. Датчики углов поворота.

Способы измерения углов поворота во многом аналогичны измерениям поступательного перемещения. В качестве чувствительных элементов здесь используются: резисторы с подвижным контактом, изготовленные из тонкого провода.

Пассивных датчиков индуктивного и емкостного типа, а так же фотоэлектрических датчиков.

РИС. Реостатного типа

РИС. С индуктивным чувствительным элементом

РИС. С емкостным чувствительным элементом.

РИС. С индуктивным чувствительным элементом и ступенчато изменяющимся сигналом (цифровой)

РИС. С фотоэлектрическим чувствительным элементом.

Рычажный тензометр для измерения статических деформаций.

Рис.

  1.  Призма
  2.  Зеркальная шкала
  3.  Корпус
  4.  Стрелка тензометра
  5.  Винт
  6.  Подшипник
  7.  Траверса
  8.  Рычаг
  9.  Подвижная призма

Используется для предварительной оценки деформации.

Оптический тензометр с фотодиодами.

Рис.

  1.  Считывающая головка
  2.  Шкала
  3.  Шкала со штрихами
  4.  Корпус тензометра
  5.  Зажим для образца
  6.  Образец
  7.  Рычаги

На одном из рычагов закреплена считывающая головка 1, в которой размещен источник света и фотодиод, а на другом рычаге шкала 3 со штрихами 2. При деформации объекта считывающая головка поднимается вдоль шкалы, а с фотодиода поступает сигнал на аппаратуру, импульсы, число которых пропорционально деформации.

Струнный акустический тензометр.

Собственная частота колебаний струны зависит от величины механических напряжений в струне.

f – собственная частота колебаний струны

l – свободная длина струны

σ – растягивающие напряжения

ρ – плотность материала струны

Струна связана  объектом исследований и при деформации объекта меняется величина σ. Измерив частоту колебаний струны можно судить о деформации объекта.

Рис.

  1.  Подвижная призма
  2.  Ферромагнитная струна
  3.  Электромагнит
  4.  Неподвижная призма
  5.  Корпус

Индуктивный тензометр

Рис.

  1.  Подвижная призма с якорем
  2.  Катушка электромагнита
  3.  Неподвижная призма
  4.  Корпус тензометра

Тензорезисторный тензометр

  1.  Подвижная призма
  2.  Корпус тензометра
  3.  Упругая пластина
  4.  Резисторы
  5.  Регулировочный винт


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19648. Причины феодальной раздробленности на Руси 14.66 KB
  Причины феодальной раздробленности на Руси: Господство натурального хозяйства и как следствие слабые экономические связи между районами государства. Усиление отдельных княжеств правители которых уже не желают подчиняться киевскому князю. Постоянные усобиц...
19649. Значение Батыева нашествия и установления монгольского ига 15.09 KB
  31 мая 1223 г. на реке Калке монголы разгромили лишенное единства русское войско. Это поражение имело большое моральное значение для будущего завоевания Руси – возник миф о непобедимости монголов. В 1237 г. началось нашествие монголов на Русь. Были разорены Рязань Москва Сузд...
19650. Причины образования единого Российского государства 16.25 KB
  В XIII-XIV веках сложились предпосылки образования русского централизованного государства экономические и политические. Причины образования единого Российского государства: Потребность в сплочении сил Руси для освобождения от ордынского ига Необходимость по
19651. Иван Грозный 14.34 KB
  Вопрос № 11. 3 февраля 1565 г. Иван Грозный учредил опричнину. Опричнина – период в истории России с 1565 года до самой смерти Ивана Грозного обозначившийся государственным террором и системой чрезвычайных мер. Также это система управления по которой территория делится на д...
19652. Реформы Избранной Рады 14.53 KB
  1533-1584 правление Ивана Грозного. Для подготовки проекта преобразований Иван создает неформальный кружок единомышленников – Избранную Раду. Реформы Избранной Рады: 1550 г. – принят новый Судебник основой для которого послужил Судебник 1497 г. Помещики именуются го
19653. Причины Смутного времени 13.79 KB
  Причины Смутного времени: Династический кризис. Завершение династии Рюриковичей. Намечающееся отставание России от Запада приводит к появлению большого числа сторонников развития по западному пути. Растущее недовольство общества властью. Началом С
19654. 1613 – 1645 правление Михаила Романова 14.54 KB
  1613 – 1645 правление Михаила Романова На престол его поставили в 13летнем возрасте. Естественно невозможно быть руководителем разрушенной страны так рано. Ему помогал править отец Филарет. Будучи Патриархом Руси и наставником сына он принес много пользы. Была восстановле...
19655. Государственные реформы Петра 1 12.12 KB
  Государственные реформы Петра 1: 17081719 – Областная реформа Введение новых административнотерриториальных единиц – губерний провинций дистриктов. Страна делилась на губернии губернии – на провинции провинции – на дистрикты. 1711 – Создание Правительствующего Сенат
19656. Отечественная война 1812 года 16.27 KB
  Отечественная война 1812 года Во Франции в результате революции к власти приходит Наполеон. Для борьбы с Наполеоном создается антифранцузская коалиция. В 1805 годусражение под Аустерлицом войска союзниковАвстрия и д.р Терпят поражения и в 1807 году в Тильзите Алекс