Тензометрическое устройство

 

ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО для статических испытаний при стабильной температуре окружающей среды, содержащее тензодатчики, подключенные к измерительному блоку, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, тензодатчики включены по схеме замкнутого выпуклого многоугольника с перекрещивающимися связями между вершинами так, что между смежными вершинами и в каждой перекрещивающейся связи включен один тензорезистор, а каждая вершина многоугольника подключена к измерительному блоку. i W

СОЮЗ ООВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) 01) А

3(Я) 601 В 7 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ OCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛВСТВУ (21) 3469552/25-28 (22) 09.07.82 (46) 15.09.84. Бюл. Ф 34 (72) А.Н.Серьеэнов, A.Н.Кузнецов, Л.Б.Соболев, И.И.Никифоров, А.К.йашу— рин и A.Ю.Петропавловский (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 531.781.2(088.8) (56) 1. Тенэометрия в машиностроении.

Справочное пособие. Под. ред. P.À.Màкарова. М., "Машиностроение", 1975, с. 235.

2. Серьезнов А.И. Измерения при испытаниях авиационных конструкций на прочность. M. "Машиностроение", 1976, с. 35-40 (прототип). (54),(57) ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО для статических испытаний при стабильной температуре окружающей среды, содержащее те изодатчики, подключенные к измерительному блоку, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, тензодатчики включены по схеме замкнутого выпуклого многоугольника с перекрещивающимися связями между вершинами так, что между смежными вершинами и в каждой перекрещивающейся связи включен один тензореэистор, а каждая вершина многоугольника подключена к измерительному блоку.

63 3 вершин, включенных по схеме квадрата, на фиг. 3 — прймер реализации устройства, содержащего десять тензорезисторов, включенных по схеме выпуклого пятиугольника (обозначения те же, что и на фиг. 1 и 2), Устройство работает следующим образом.

С помощью измерительного блока

1О (на фиг. 1.-3 не показан) измеряют сопротивление между вершинами многоугольника, например, для выполнения устройства по схеме фиг. 1, между вершинами 1-2, 2-3, 3-1, затем, используя известный метод преобразования "треугольника" в "звезду" и обратное преобразование "звезды" в

"треугольник", определяют значение сопротивлений резисторов R 1-2, R 23 и k 3-1 по уравнениям: где k 1-2» 123»

К12, k 23, зорезисторов, включенных соответственно между вершинами 1-2, 2-3, 3-1.

1 1136

Изобретение относится к измеритель

/ ной технике, а именно к средствам измерения деформаций и механических напряжений при статических испытаниях. изделий при стабильной температуре окружающей среды.

Известно тензометрическое устройство для статических испытаний при стабильной температуре окружающей среды, содержащее тенэодатчики и измерительный блок, в котором каждый тензодатчик двумя соединительными проводами поочередно подключают к измерительному блоку и регистрируют результаты измерений j11.

Недостаток устройства — низкая точность измерений иэ-эа влияния сопротивления соединительных проводов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является тенэометрическое устройство для статических испытаний при стабильной температуре окружающей среды, содержащее тенэодатчики, подключенные к измерительному блоку по трехпроводной схеме, это позволяет повысить точность измерений за счет снижения влияния соединительных проводов (23.

Недостатком такого устройства является наличие трех проводов от каждо

ro датчика, что приводит к большим затратам при проведении испытаний крупных объектов, таких как самолеты, MOCTbl u T«д °

Цель изобретения — упрощение тен35 зометрического устройства.

Цель достигается тем, что в тензометрическом устройстве для статических испытаний при стабильной темпера туре окружающей среды содержащем тенЭ

40 зодатчики, подключенные к и э мер ител ьному блоку, тензодатчики включены по схеме замкнутого выпуклого многоугольника с перекрещивающимися связями между вершинами так, что между смеж45 ными вершинами и в каждой перекрещивающейся связи включен один тензорезистор, а каждая вершина многоуголь" ника подключена к измерительному блокуе

На фиг. 1 показан пример реализации устройс ва, содержащего три тензорезистора k 1-2; К 2-3; Р 3-1, соединенные по схеме треугольника, цифрами .1, 2, 3 ... обозначены вершины, на фиг, 2 — пример реализации

55 устройства, содержащего шесть тензорезисторов, где "л-, Rq, — обозначения тензорезисторов 1, 2, 3,...

R 3-1 — измеренное ф сопротивление между вершинами треугольника, 3-2 — истинное значение сопротивления тенВ общем случае в контурах, образованных группой датчиков в количестве более 3-х истинные величины сопротивлений тензодатчиков удобно выразить в матричной форме через со4 ответствУюЩие пРоводимости л(1 л—л .

43 которые вычисляют следующим образом: 1113663

1 ! 4(И- ) Я )л Р4 а4 1-X 2e Ì!

4 2Ъ 3и

I 1(И-)

1 2(и-4

I 3(a 1

Количество соединительных прово" дов по предлагаемому изобретению оп.ределяется количеством узлов в конту. ре,составленном из тенэодатчиков..

Так, для двухпроводной схемы включения количество соединительных проводов расчитывается по формуле — числовая матрица, размерности C(!

) (n — 1Ц, составленная иэ иэме— ренных значений сопротивлений, г- . " — результат преобразования "треугольник" — "звезда", 4

А — матрица, обратная по отношению к матрице А, А,А g- элемент матрицы А 1,грицы А, < тоящий на пересечении i-ой 20 строки и j --го столбца, А! — диагональные элементы матрицы А; и — количество вершин многоугольника. 25

Например., для группы из шести тен-зодатчиков (фиг. 2) расчетные соотношения выражаются в виде:

4 !41-Э.!2г-Э-!2." . К„

Ц 4 щ

Р4-2 2-Ъ !2 !2л-Ъ i.3

R2-+ 1 69

2 н-, R -Y1-ô Y1., (3)

1 4(91< l4.ç-12+ !2а-S З.Ь.-Ц:1 ©, \

4 Ф - Q -(!24)

Ygyа-Ц-- а, в -Y1-g - (Я., !2 40 (ъч % a У1-ь-УЯ-ь

ИФ-Ф УеФ4

Рз !. Г2К 3+! (4) где (РК) - целая часть числа М2К ;

К вЂ” количество тенэодатчиков.

Для трехпроводной линии количество проводов удваивается: (s) Р = 2Р

Количество тензодатчиков рассчитывается, исходя из количества вершин многоугольника по формуле

yl(n-1) (7)

Например, для подключения тенэометрического устройства, тензорезис "торы которого соединены по схеме пятиугольника (фиг. 3), к измерительному блоку по трехпроводной схеме .необходимо десять соединительных, проводов, причем количество тенэодатчиков в группе — 1О.

Такое выполнение тензометрического устройства позволяет при равном количестве тенэометрических датчиков сократить количество соединительных проводов от датчиков к измерительному блоку в два-три раза против известных технических решений, что упрощает выполнение тензометрического устройства и снижает затраты на линии связи при испытании крупных объектов.

1113663

Составителц В.Заикин

Редактор М.Недолуженко ТехредP.,Èàðòÿøîâà Корректор Л.Пилипенко

Заказ 6608/33 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, ч