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

22918. Еквівалентні системи лінійних рівнянь 29.5 KB
  Дві системи лінійних рівнянь з однаковим числом змінних називаються еквівалентними якщо множники їх розв’язків співпадають. Зокрема дві несумісні системи з однаковим числом змінних еквівалентні. Еквівалентними перетвореннями системи лінійних рівнянь називаються перетворення які зводять систему до еквівалентних систем.
22919. Метод Гауса розв’язання систем лінійних рівнянь (метод виключення змінних) 84.5 KB
  Отже за теоремою Крамера система має єдиний розв’язок. Але на практиці цей розв’язок зручніше знаходити не за формулами Крамера. Система має нескінчену кількість розв’язків змінні системи діляться на дві частини – базисні та вільні змінні.
22920. Поняття підпростору 47 KB
  1 в підпросторі M існують два лінійно незалежні вектори a1 і a2. З іншого боку пара лінійно незалежних векторів утворює базис площини R2. Це означає що будьякий вектор простору лінійно виражається через a1 і a2. 2 в підпросторі M існує лише лінійно незалежна система що складається з одного вектора a.
22921. Однорідні системи лінійних рівнянь 49 KB
  Будемо розглядати однорідну систему лінійних рівнянь з змінними 1 Зрозуміло що така система рівнянь сумісна оскільки існує ненульовий розв’язок x1=0 x2=0xn=0. Цей розв’язок будемо називати тривіальним. Можна зробити висновок що якщо однорідна система лінійних рівнянь має єдиний розв’язок то цей розв’язок тривіальний. Однорідна система лінійних рівнянь має нетривіальний розв’язок тоді і тільки тоді коли її ранг менше числа невідомих.
22922. Поняття фундаментальної (базисної) системи розв’язків 55.5 KB
  Як показано вище множина M всіх розв’язків однорідної системи лінійних рівнянь утворює підпростір. Фундаментальною базисною системою розв’язків однорідної системи лінійних рівнянь називається базис підпростору всіх її розв’язків. Теорема про фундаментальну систему розв’язків.
22923. Теорема про розв’язки неоднорідної системи лінійних рівнянь 43 KB
  Теорема про розв’язки неоднорідної системи лінійних рівнянь. Нехай дана сумісна неоднорідна система лінійних рівнянь 3 L множина всіх її розв’язків а деякий частковий розв’язок M множина всіх розв’язків відповідної однорідної системи 4. Нехай a=γ1γ2γn і припустимо що b=λ1λ2λn довільний розв’язок системи 3 тобто b є L.
22924. ЛЕМА ПРО ДВІ СИСТЕМИ 37.5 KB
  bk – дві системи векторів кожен вектор першої системи лінійно визначається через другу систему. Якщо m k то перша система лінійно залежна. Нехай а1 а2 аm і b1 b2 bk – дві системи векторів кожен вектор першої системи лінійно виражається через другу систему. Якщо перша система лінійно незалежна то m≤k.
22925. Поняття базису 25.5 KB
  aik лінійно незалежна; Всі вектори системи a1 a2 am лінійно виражаються через ai1ai2. Базисом простору Rn називається система векторів a1 a2 an є Rn така що система a1 a2 an лінійно незалежна; Кожний вектор простору Rn лінійно виражається через a1 a2 an. Звідси α1= α2==αn=0 лінійна коомбінація тривіальна і система лінійно незалежна. Будьякий вектор простору лінійно виражається через e1e2en .
22926. Властивості базисів 33.5 KB
  Оскільки при m n система з m векторів лінійно залежна то m≤n. Якщо m n то за означенням базису всі вектори простору а тому і вектори системи e1e2en лінійно виражаються через базис a1 a2 am .Тоді за лемою про дві системи вектори e1e2en лінійно залежні. Отже В просторі Rn будьяка лінійно незалежна система з n векторів утворює базис простору.