Прибор для измерения модуля упругости листовых материалов и его температурного коэффициента

 

№ 110253

Класс 42k, 27

42k 29р4

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С, О. Цобкалло, Г. Н. Славский и Н. А. Четыркииа

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОДУЛЯ УПРУГОСТИ

ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЕГО ТЕМПЕРАТУРНОГО

КОЭФФИЦИЕНТА

Заявлено 15 марта 1957 г. за ¹ 568901 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Предметом изобретения является прибор для измерения модуля упругости и температурного коэффициента гибких листовых материалов, устройство которого основано на использовании замедленной (инфразвуковой) частоты затухающих собственных колебаний при изгибе консольно закрепленной прямоугольной пластинки испытуемого материала, помещенной в муфельHóþ электрическую печь.

Известные приборы того же назначения, основанные на измерении прогиба консольно закрепленного испытуемого образца, приводимого в колебательное движение под воздействием прилагаемой к его свободному концу нагрузки, имеют тот недостаток, что они не обеспечивают требуемой точности измерений в условиях повышенных температур.

Этот недостаток устранен в описываемом приборе тем, что устройство для возбуждения затухающих собственных колебаний с инфразвуковой частотой в испытуемом образце выполнено в виде дистанционно управляемого рычажного устройства смонтированного на торце съемной муфельной электрической печи, горизонтально расположенной на опорной стойке. Печь снабжена установленным в ее полости кронштейном с подвижными тисками для крепления испытуемого образца, а также фотоэлектрическим датчиком для преобразования механических колебаний образца в электрические импульсы. ,Лля измерения частоты затухающих импульсов, поступающи., от фотоэлектрического датчика, в приборе применено электронное устройство, состоящее пз канала измеряемой частоты с усилителем импульсов датчика, амплитудным дискриминатором и электронным реле и первой бинарнои пересчетной схемы, а также из канала эталонной частоты с звуковым камертонным генератором с фиксированной частотой, электрические колебания № 110253 которого, пройдя через усилитель и ограничитель, преобразуются в колебания с крутым фронтом и поступают через электронное реле на вторую бинарную пересчетную схему, на выходе которой включен счетчик импульсов.

На фиг. 1 изображен в продольном разрезе блок возбуждения собственных колебаний испытуемого образца с фотоэлектрическим датчиком; на фиг. 2 — скелетная с ема радиотехнического счетного устройства.

Прибор состоит из двух основных блоков: блока возбуждения собственных колебаний испытуемого образца и радиотехнического счетного устройства.

У, массивному основанию 1 блока возоуждения собственных колебаний испытуемого образца привернута болтами стойка 2, к которой крепится горизонтально расположенный консольный кронштейн 8 (фиг. 1). -lтобы уменьшить отвод тепла, между кронштейном и стойкой помещена теплоизоляционная прокладка 4.

В тисках 5 посредством гайки 6 зажат конец испытуемого пластинчатого образца 7. Тиски выполнены подвижными вдоль кронштейна, что обеспечивает установку образцов разной длины таким образом, чтобы противоположный конец образца пересекал пучок световых лучей, выходящих из камеры осветителя 8.

Возбуждение собственных затухающих колебаний в испытуемом образце производится с внешней стороны блока посредством тяги 9, которая проходит с задней стороны кронштейна и поворачивает палец

10. Палец отводит образец в сторону таким образом, что при некотором угле поворота пальца оопазец срывается с него и начинает совершать затухающие колебания.

Блок возбуждения собственных колебаний образца вместе с образцам помещают в съемную трубчатую электрическую печь 11, которая опирается на стойки 12 и на прокладку 4. Для выравнивания температуры вдоль электропечи в ней помещены три секции нагревателей Температура образца, а также равномерность его нагрева контролируются тремя хромель-алюмелевыми термопарами (на чертеже не показаны).

Для преобразования механических колебаний образца в электрические служит фотоэлектрический датчик, состоящий из камер осветителя 18 и фотоэлемента 14, укрепленных на стойке 15. Свет от электролампочки осветителя посредством линзы 16 через окно 17 в электропечи фокусируется на образце 7 и, пройдя окно 18, концентрируется линзой 19 на фотоэлементе 20.

Радиотехническое счетное устройство (фиг. 2) состоит из двух основных каналов — измеряемой и эталонной частот. B канале измеряемой частоты импульсы с фотоэлектрического датчика 21 через усилитель 22 поступают на амплитудный дискриминатор 28, который формирует ограниченные по амплитуде импульсы с крутым фронтом.

Эти импульсы далее поступают на электронное реле 24 канала эталонной частоты непосредственно (импульс на «замыкание» электронного реле), а также пройдя предварительно через первую пересчетную схему 25 (импульс на «размыкание» электронного реле). Эта схема представляет собой восемь последовательно соединенных бинарных ячеек.

На выходе схемы может появить. ся только лишь каждый 256-й им. пульс 2 из серии импульсов, поступающей на вход.

Главной частью канала эталонной частоты является высокостабильпой звуковой камертонный генератор 26 со строго фиксированной частотой, Электрические импульсы генераtора 26 проходят усилитель 27 и ограничитель 28 и превращенные в колебания с крутым фронтом поступают через электронное реле 24 на вторую бинарную пересчетную схе№ 110253 му 29 с коэффициентом пересчета

256. На выходе этой схемы включен механический счетчик 80, отсчитывающий каждый 256-й импульс; если электронное реле не запирает цепь, то в канале эталонной частоты происходит непрерывный подсчет колебаний камертонного генератора.

Так как работой электронного реле управляют импульсы фотоэлектрического датчика, то первый импульс открывает путь колебаниям эталонной частоты к перссчетной схеме 28, а N-й импульс отключает эту схему. Время Т, необходимое для iV колебаний измеряемой чаи стоты v, равно Т= —, где и число отсчитанных периодов эталонной частоты о„откуда измеряемая частота колебаний образца определяется по формуле:

1 N 1 №v, 300 . 0 =- ——

2 Т 2 n n

Измерив собственную частоту колебаний испытуемого образца, можно вычислить по известным формулам искомые значения модулей упругости при нормальной и повышенной температурах, а также температурный коэффициент.

Предмет изобретения

1. Прибор для измерения модуля упругости листовых материалов и его температурного коэффициента, основанный на применении консольно закрепленного испытуемого образца, приводимого в колебательное движение под воздействием прилагаемой к его свободному концу нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в условиях повышенных температур, устройство для возбуждения затухающи i собственных колебаний с инфразвуковой частотой в испытуемом образце выполнено в виде дистанционно управляемого рычажного устройства, смонтиро-, ванного на торце съемной муфельной электрической печи, горизонтально расположенной на опорной стойке и снабженной установленным в ее полости кронштейном с подвижными тисками для крепления испытуемого образца, а также фотоэлектрическим датчиком для преобразования механических колебаний образца в электрические импульсы.

2. Прибор по п. 1, отличаюшийся тем, что для измерения частоты затухающих импульсов, поступающих от фотоэлектрического датчика, в нем применено электронное устройство, состоящее из канала измеряемой частоты с усилителем импульсов датчика, амплитудным дискпиминатором и электронным реле и первой бинарной пересчетной схемы, а также из канала эталонной частоты с звуковым камертонным генератором с фиксированной частотой, электрические колебания которого, пройдя через усилитель и ограничитель, преобразуются в колебания с крутым фронтом и поступают через электронное реле на вторую бинарную пересчетную схему, на выходе которой включен счетчик импульсов.

¹ 1!0253

Фиг. 2

Канал изиерюемои часчогпы

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Редактор И. В. Макаров

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,51 п. л. Зак. 3085

Подп. к печ. 5.1Х-58 г.

Тираж 1500 Цена 75 коп