Устройство для измерения внутреннего трения твердых тел

 

Изобретение относится к.измерительной технике. Повышение точности измерения внутреннего трения твердых тел реализуется за счет того, что испытуемый образец 6 совершает затухание колебания на двух пленочных электродах 9, 10, один из которых заземлен, а другой соединен с источником напряжения 11. Электроды 9, 10 и образец 6 образуют конденсатор, напряжение на котором поддерживается постоянным за счет изменения электродвижущей силы источника 11, из-за изменения емкости между электродами 9, 10 и образцом 6 на резисторе 15 падает постоянное напряжение. Когда сигнал на выходе усилителя 12 равен нулю, выходное напряжение первого компаратора 17 меняет знак и первый формирователь 18 импульсов вырабатывает импульсы, интервал времени между которыми равен периоду колебаний образца 6. Эти импульсы заправляют работой формирователя 19 пилообразного напряжения, с выхода которого напряжение поступает на вход второго компаратора 20 и на вход пикового детектора 21. Второй формирователь 23 импульсов вырабатывает импульсы, запускающие аналого-цифровой преобразователь 13, с выхода которого измеренные значения выходного сигнала усилителя 12 поступают в память вычислительного блока 14, где происходит определение величины внутреннего трения. 1 ил. с S (Л 09 О) ч QD

CCN03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 3978746/24-28 (22) 10.11.85 (46) 29.02.88. Бкл. ¹ 8 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) А. В. Мозурас, В. В. Волков, P.Þ.Þ. Гульбинас и Э.С.Б. Славицкас (53) 620,158(088.8) (56) Криштал А. M., Головин С. А. Внутреннее трение и структура металлов.

М.: Металлургия, 1976, с. 375.

Авторское свидетельство СССР № 1054742, кл. 6 01 И 11/16, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Повьппение точности измерения внутреннего трения. твердых тел реализуется за счет того, что испытуемый образец 6 совершает затухание колебания на двух пленочных электродах 9, 10, один иэ которых заземлен, а другой соединен с источником напряжения 11. Электроды 9, 10 и образец 6 образуют конденсатор, на„„SU„„13?7679 А f

G 01 N 11/16 пряжение на котором поддерживается постоянным за счет изменения электродвижущей силы источника 11, из-за изменения емкости между электродами

9, 10 и образцом 6 на резисторе 15 падает постоянное напряжение. Когда сигнал на выходе усилителя 12 равен нулю, выходное напряжение первого компаратора 17 меняет знак и первый формирователь 18 импульсов вырабаты" вает импульсы, интервал времени между которыми равен периоду колебаний образца 6. Эти импульсы управляют работой формирователя 19 пилообразного напряжения, с выхода которого напряжение поступает на вход второго компаратора 20 и на вход пикового детектора 21. Второй формирователь 23 импульсов вырабатывает импульсы, запускающие аналого-цифровой преобразова- С тель 13, с выхода которого измеренные значения выходного сигнала усилителя

12 поступают в память вычислительного блока 14, где происходит определение величины внутреннего трения. 1 ил.

1377679

Изобретение относится к измеритель" ной технике и может быть использовано для исследования физико-механических свойств материалов по измеренным параметрам свободно затухающих колебаний.

Целью изобретения является повышение точности измерения внутреннего трения за счет увеличения информатив- 10 ного сигнала.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для измерения внутреннего трения содержит направляющие 1, на которых в одной плоскости установлены с возможностью перемещения вдоль направляющих 1 две плоские прямоугольные пластины 2 и 3 из диэлектрическо- 20 го материала, на которых закреппены стеклянные нити 4 и 5, на которые опирается исследуемый образец 6 в своих узловых линиях, нанесены два внутренних пленочных электрода 7 и 8 25 для электростатического возбуждения поперечных колебаний образца 6 и два крайних пленочных электрода 9 и 10,, для измерения максимальной скорости передвижения части образца 6, нахо- 30 дящейся в области последних электродов. Один из крайних электродов 10 соединен с источником II напряжений, .а другой †. эаземлен. Источник 11 напряжений, усилитель, аналого-цифровой 35 преобразователь 13, вычислительный блок 14 соединены последовательно.

Параллельно входу усилителя 12 включен резистор 15, а выход усилителя

12 через блок 16 компенсации напря- 40 жения соединен с управляющим входом источника 11 напряжения. Выход усилителя 12 также соединен с первым, входом первого компаратора 17, второй вход которого заземлен. Выход перво- 45 го компаратора 17 соединен с входом первого формирователя 18 импульсов, выход последнего подключен к управля» ющему входу формирователя 19 пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом второго компаратора 20 и с входом пикового детектора 21, который через делитель

22 напряжения соединен с вторым входом второго компаратора 20. Выход последнего через второй формирователь

23 импульсов соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя 13.

Устройство работает следующим образом.

Для возбуждения колебаний в образце 6 на электроды 7 и 8 появляется переменное напряжение и электростатическим путем возбуждаются поперечные колебания образца 6 на частоте механического резонанса, соответствующей I-й форме колебаний.

Измерение внутреннего трения проводится после отключения возбуждения, когда образец 6 совершает свободно затухающие колебания.

На один из крайних электродов 10 с источника ll напряжения подается постоянное напряжение. Поддержание постоянного напряжения U на конденсаторе, содержащем два крайних электрода 9 и 10 и образец 6, необходимо, так как это обеспечивает пропорциональность выходного сигнала U скорости передвижения части образца, находящейся в области электрода 10, через положение равновесия.

Для поддержания постоянного напряжения U электродвижущая сила Е источника 11 напряжения изменяетсь по следующему закону;

Е = U + iR, где U — постоянное напряжение; R— сопротивление резистора 15, ток в цепи земля - электрод 9 - образец 6 - электрод 10 — источник 11 напряжения - резистор 15 - земля.

Это осуществляется с помощью блока

16 компенсации напряжения, который управляется входным сигналом усилителя 12.

Из-за изменения электрической емкости между электродами 9 и 10 и образцом 6 на резисторе 15 падает переменное напряжение, которое усиливается усилителем 12. В моменты времени, когда-. сигнал на выходе усилителя 12 равен "0", т.е..в моменты

Qt = — + 2li„и c0t =->< + 2n

2 (4) — циклическая частота колебаний образца 6, п — целое положительное число), выходное напряжение первого компаратора 17 меняет свой знак.

Первый формирователь 18 импульсов вырабатывает импульсы в моменты времеи ни et = — + 2 „, интервал времени

1377679 определяется величина внутреннего — I трения Я

Формула изобретения

s»>.

Q =в 1п

U be.

Составитель К. Тавлинов

Техред А. Кравчук Корректор В. Гирняк

Редактор Л. Повхан

Заказ 862/37

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 между которыми равен периоду колебаний Т образца 6.

Указанные импульсы управляют работой формирователя 19 пилообразного напряжения. Между двумя последовательными импульсами с выхода первого формирователя 18 импульсов выходное напряжение формирователя 19 пилообразного напряжения периодически линейно возрастает до максимального значения пропорционального периоду колебаний Т образца 6. Пилообразное напряжения с выхода формирователя 19 пилообразного напряжений поступает на 15 первый вход второго компаратора 20 и на вход пикового детектора 21, на выходе которого появляется напряжение

Ц, которое, разделенное с помощью делителя 22 напряжения на четыре, по- 20 ступает на второй вход второго компаратора 20. В моменты времени у т, = !!

+ 2Т„и G3t = Т + 2Т„выходное напряжение второго компаратора 20 ме-25

И няет знак. В моменты времени ut, = — Ф

+ 2Т„второй формирователь 23 импульсов вырабатывает импульсы, которые в эти моменты запускают аналого- 30 цифровой преобразователь 13. Последний измеряет мгновенное значение выходного сигнала усилителя 12, пропорциональное скорости передвижения части образца 6, находящейся в области крайних электродов 9 и 10, через положение равновесия. Измеренные значения U »„, с выхода аналогоцифрового преобразователя 13 поступают в оперативную память вычислитель- 40 ного блока 14. В вычислительном блоке .14 по двум соседним значениям U „,„; и U вью „, по формуле

Устройство для измерения внутреннего трения твердых тел, содержащее две направляющие, на которых установлено с воэможностью перемещения основание в виде двух плоских прямоугольных пластин из диэлектрического материала, на каждой из которых расположены по два пленочных электрода и одной стеклянной нити, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения, оно дополнительно снабжено пиковым детектором, делителем напряжения, блоком компенсации напряжения, последовательно соединенными источником напряжения, усилителем, параллельно входу которого включен резистор, аналогоцифровым преобразователем и вычислительным блоком, последовательно соединенными первым компаратором, один вход которого заземлен, а второй вход соединен с выходом усилителя, первым формирователем импульсов, формирователем пилообразного напряжения, вторым компаратором и вторым формирователем импульсов, выход которого подключен к управляющему входу аналогоцифрового преобразователя„ вход пикового детектора подключен к выходу формирователя пилообразного напряжения, выход пикового детектора через делитель напряжения подключен к второму входу второго компаратора, вход блока компенсации напряжения соединен с выходом усилителя, выход блока ком-; пенсации напряжения соединен с управляющим входом источника напряжения, соединенного с одним из крайних электродов, второй крайний электрод заземлен.