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

67854. Уголовный процесс и вопросы международного сотрудничества 121.5 KB
  Взаимодействие государств в сфере уголовной юстиции осуществляется по следующим основным направлениям: взаимодействие по вопросам разработки международных минимальных стандартных правил функционирования правосудия и обращения с лицами которые принимают в нем участие...
67855. Комп’ютерні мережі як інформаційні системи 43.29 KB
  Сучасній людині важко уявити собі життя без різних засобів зв’язку. Пошта, телефон, радіо та інші комунікації перетворили людство в єдиний “живий” організм, змусивши його обробляти величезний потік інформації. Підручним засобом для обробки інформації став комп’ютер.
67856. Уровень материального благополучия сельской молодежи: оценка ситуации и анализ факторов 499.13 KB
  Осмысливая роль и значение молодежи в новых условиях, следует отдавать себе отчет в том, что молодежь может представлять собой не только потенциал позитивных перемен, но и возможный фактор социальной нестабильности.
67857. Особенности авиационных геоинформационных комплексов как объекта проектирования. Проблемы построения АСУ на базе ГИС-технологий 296.5 KB
  АГК это целый класс программного обеспечения такого же уровня как системы управления базами данных или языки программирования. Плюс к этому к каждому графическому элементу должна быть привязана информация в формате обычной базы данных для сведений по любому объекту.
67859. Методы проектирования авиационных геоинформационных комплексов на основе информационно-структурного подхода 203 KB
  Системный подход В.М.Глушкова является достаточно хорошей основой для создания компонентов ИГК РВ, работающих в статике. Однако основной чертой таких комплексов, какими являются ИГК РВ, является их работа в динамике. Они должны успевать отображать в реальном времени быстротечные процессы...
67860. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ И ОСНОВЫ СИНТЕЗА ЛИНЕЙНЫХ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ 614.5 KB
  Современные радиотехнические системы часто включают в себя комплекс достаточно сложных электрических цепей среди которых разнообразные линейные цепи. Поэтому необходимо иметь ясное представление о таких процессах и уметь рассчитывать их для определенной цепи при заданном воздействии.
67861. Релігія як феномен духовної культури 73.5 KB
  Деномінація (лат. denominatio – наділення спеціальним ім’ям) – релігійне об’єднання, що перебуває в стадії організаційного оформлення; перехідний тип організації, яка має характеристики церкви( централізація, ієрархічні принципи управління, відмова від ізоляціонізму) та секти (визнання своєї виключності...
67862. Первісні вірування, ранні та пізні національні релігії 68.5 KB
  Особливості ранніх національних релігій об’єктами поклоніння були вже не духи, а боги, які, мали антропоморфний і деколи зооморфний характер; послідовний політеїзм (poly-багато, teoc – Бог), виникають ієрархії богів, на їх чолі стоять, як правило, боги Сонця чи Неба, або ж боги-деміурги...