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

33932. Агрегатные индексы 18.04 KB
  Агрегатные индексы Агрегатный индекс общий индекс полученный путем сопоставления итогов выражающих величину сложного явления в отчетном и базисном периодах при помощи соизмерителей. Веса среднего арифметического и среднего гармонического индексов должны определяться исходя из соблюдения условия этого тождества. При исчислении среднего арифметического индекса объема продукции должно выполняться следующее условие: iFf=q1p0q0p0 В векторной символике средний арифметический индекс объема будет иметь вид: Jq=ip0q0p0q0=HqP0Q0 где Нq вектор...
33933. Индексы Пааше, Ласпейреса, Фишера. Их практическое применение 36.76 KB
  Этот индекс был построен по среднеарифметической формуле без применения какойлибо системы взвешивания. В XIX веке при построении индексов цен в основном по агрегатной или соответствующей ей среднеарифметической формуле статистики начинают использовать систему взвешивания. Более широкое практическое применение находят две другие их формы: в формуле Ласпейреса – средняя арифметическая форма в формуле Пааше – средняя гармоническая которые отражены в табл. Она устанавливает изменение цен при предположении что количества товаров неизменны...
33934. Средние индексы 11.06 KB
  Средние экономические показатели статистические показатели определяемые как средние за несколько лет по ряду экономических объектов или по всей совокупности производителей и потребителей. Следует иметь в виду что средние объемы производства доходы и расходы населения средняя заработная плата определяются как средневзвешенные по всем производственным объектам лицам и семьям работникам потребителям.
33935. Понятие статистической связи, ее виды и формы 14.3 KB
  При функциональной связи определенному значению факторного признака соответствует определенное же значение результативного признака. При статистической связи каждому значению факторного признака Х соответствует множество значений результативного признака Y причем не известно заранее какое именно. Корреляционной является статистическая связь между признаками при которой изменение значений независимой переменной Х приводит к закономерному изменению математического ожидания случайной величины Y....
33936. Методы выявления корреляционной связи. Корреляционно-регрессионный анализ 12.84 KB
  Основные статистические методы выявления наличия корреляционной связи: Сопоставление параллельных рядов – метод когда ряд значений факторного признака х построенный в порядке возрастания сопоставляют с рядом соответствующих значений результативного признака у и таким образом прослеживают их взаимосвязь. Графический метод позволяет выявить наличие связи между двумя признаками с помощью поля корреляции. Установив наличие связи между признаками переходят к корреляционнорегрессионному анализу.
33937. Парная регрессия на основе метода наименьших квадратов 19.28 KB
  Для определения параметров уравнения парной регрессии используем метод наименьших квадратов. При применении этого метода для нахождения функции которая бы наилучшим образом соответствовала эмпирическим данным считается что сумма квадратов отклонений эмпирических точек от теоретической линии регрессии должна быть величиной минимальной. Критерий метода наименьших квадратов: ...
33938. Собственно корреляционные параметрические методы изучения связи 15.5 KB
  соответствия эмпирическим данным рассчитывают теоретическое корреляционное отношение η теоретический коэффициент детерминации η индекс корреляции R а для линейной формы – линейный коэффициент корреляции r и линейный коэффициент детерминации r. Линейный коэффициент корреляции К.Пирсона помимо силы связи показывает и ее направление; определяется по следующей формуле: 34 Линейный коэффициент корреляции принимает...
33939. Оценка значимости корреляционной связи 13.59 KB
  Факторная дисперсия определяется по формуле: 43 где k 1 – число степеней свободы для Остаточную дисперсию используя правило сложения дисперсий можно определить по формуле: 44 где n – k – число степеней свобод для . Число степеней свободы для общей суммы квадратов отклонений будет равно: k – 1 n – k = n – 1....
33940. Измерение связей неколичественных переменных 13.78 KB
  Например при обследовании группы населения одного из регионов России в отчетном периоде задаются вопросы: 1й вопрос – о месте проживания следует выбрать правильный ответ: 1. 2й вопрос – о принадлежности к полу следует выбрать правильный ответ: 1. Представив суммарную численность ответов на каждый вопрос буквенными символами покажем как можно построить четырехклеточную таблицу которая поможет нам в дальнейших расчетах. Взаимосвязь между ответами на два вопроса социологического обследования.