Устройство для измерения усилий

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения сил тензометрическими датчиками. Целью изобретения является повышение точности измерений в условиях высоких температур и упрощение конструкции. Измеряемое усилие передается через последовательно расположенные вдоль силовой оси водоохлаждаемый шток 12, активный захват 14, испытуемый образец 9, пассивный захват 13, силопередающий элемент 5 и полый преобразователь силы 2 с тензорезисторами 3 на полый силовоспринимающий элемент 1, полость которого сообщается с полостью преобразователя силы 2 и с внешней средой. Между преобразователем силы 2 и силопередающим элементом 5 расположена камера 4, охваченная кольцом с отверстиями 7 для подвода и отвода охлаждающей жидкости. Преобразователь силы 2 с тензорезисторами 3 заключен в термозащитный экран 8. 3 ил.

союз советских социАлистичесних

РЕСПУБЛИК (я) 4 G 01 L 1 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГосудАРственный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ при гкнт сссР

1 (21) 4021641/31-10 (22) 13.02.86 (46) 15.09.89. Бюл. № 34 (71) Институт проблем прочности

АН УССР (72) А. Н. Мишкин и Т. Т. Маккей (53) 531.781 (088.8) (56) Измерительная техника. 1971, № 6, с. 50 — 51.

Авторское свидетельство СССР № 794405, кл. G 01 1 1/22, 1978.

Патент Великобритании № 1371222, кл. G Ol 1 1/22, 1974. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УСИЛИИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения сил тензометрическими датчиками. Целью

„„SU„„15081 0 А1

2 изобретения является повышение точности измерений в условиях высоких температур и упрощение конструкции. Измеряемое усилие передается через последовательно расположенные вдоль силовой оси водоохлаждаемый шток 12, активный захват 14, испытуемый образец 9, пассивный захват 13, силопередающий элемент 5 и полый преобразователь силы 2 с тензорезисторами 3 на полый силовоспринимающий элемент 1, полость которого сообщается с полостью преобразователя силы 2 и с внешней средой. Между преобразователем силы 2 и силопередающим элементом 5 расположена камера 4, охваченная кольцом с отверстиями 7 для подвода и отвода охлаждающей жидкости. Преобразователь силы 2 с тензорезисторами 3 заключен в термозащитный экран 8. 3 ил.

1508110

1О

20

30

40

Формула изобретения

55

Изобретение относится к устройствам для измерения усилий с помощью тензорезисторов, в частности к устройствам, служащим для повышения точности измерения усилий в условиях высоких температур, и может быть ис пол ьзовано при высокотем пературных испытаниях образцов материалов в герметичных камерах, в вакууме или газовых средах, в том числе с изменяющимся давлением внутри этих камер.

Целью изобретения является повышение точности за счет исключения погрешности измерения, которая может возникнуть в связи с разностью давлений в испытательной камере и внутренней полости цилиндра, на котором наклеены тензодатчики.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения усилий; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — схема размещения устройства при высокотемпературных испытаниях образцов в герметичной камере.

Устройство содержит последовательно размешенные вдоль его силовой оси жестко связанные между собой силовоспринимаюший элемент 1, преобразователь силы 2 с закрепленными на нем тензорезисторами 3, кольцевую камеру 4 для циркуляции охлаждаюшей жидкости и силопередаюший элемент 5.

Устройство выполнено из одной заготовки, причем камера 4 для циркуляции охлажлающей жидкости образована кольцевой выточкой в этой заготовке, охваченной кольцом 6, приваренным к буртикам, окаймляющим выточку. В кольце 6 выполнены отверстия 7 для подачи в камеру 4 и отвода от нее охлаждающей жидкости. Силовоспринимаюший 1 и силопередаюший 5 элементы имеют на наружной поверхности резьбы для крепления устройства в силовой цепи испытательной машины. Преобразователь силы 2, на котором закреплены тензорезисторы 3, заключен в термозашитный экран 8, выполненный из теплоизоляционного материала, например асбеста.

Испытания образца 9 материала производятся в герметичной камере 10, закрепленной при помоши фланца 11 на неподвижной траверсе испытательной машины (не показана). В камеру 10 введен водоохлаждаемый шток 12, жестко связанный с подвижной траверсой испытательной машины. Внутри камеры размещены нагреватель (не показан) для нагрева испытуемого образца 9.

Для обеспечения проведения испытаний устройство для измерения усилий своим силопередаюшим элементом 5 закреплено при помощи резьбы на фланце 1 камеры 10. На силовоспринимаюшем элементе 1 установлен при помоши резьбового соединения пассивный захват 13. На водоохлаждаемом што. ке 12 закреплен активный захват !4; В захватах 13 и 14 установлен испытуемый образец 9. В отверстия 7 камеры 4 вставлены и припаяны к кольцу 6 тонкостенные латунные трубы 15 для подвода и отвода охлаждающей жидкости.

Отверстие 16 во фланце 11 соединяет полости 10 и 17.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемое усилие от силовозбудителя испытательной машины через водоохлаждаемый шток 12, активный захват 14, силопередающий элемент 5, испытуемый образец 9, пассивный захват 3 и силовоспринимаюший элемент 1 устройства передается на преобразователь силы 2. При этом стенки преобразователя силы 2, деформируются и тензорезисторы 3, закрепленные на его наружной поверхности, выдают электрический сигнал, величина которого зависит от измеряемой нагрузки.

Этот си гнал подается на регистрируюшую аппаратуру (не показан). Охлаждаюшая жидкость поступает в камеру 4 и отводится из нее через трубки 15. Циркуляция охлаждающей жидкости в камере 4 преграждает доступ тепла контактным способам от нагреваемого образца 9 к преобразователю силы 2 и закрепленным на нем тензорезисторам 3.

От конвективных потоков тепла тензорезисторы защищены теплозашитным экраном 8.

Тарировка устройства производится до начала испытаний на тепловых рабочих режимах при циркуляции охлаждаюшей жидкости в камере 4.

Опытные экземпляры устройств изготовлены из стали 40Х и проведены испытания образцов различных материалов при изменении нагрузок в диапазоне 0,3 — 20 КН в интервале температур от 290 †22 К в условиях вакуума и инертной среды.

Стабильность работы преобразователя силы контролировалась по стабильности нулевых отметок регистрирующих приборов, связанных с тензорезисторами устройства, в течение всего цикла испытаний.

Устройство для измерения усилий, содержащее жестко связанные между собой силовоспринимаюший элемент, полый преобразователь силы с закрепленными на нем тензорезисторами, камеру для циркуляции охлаждаюшей жидкости и силопередаюший элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений в условиях высоких температур и упрощения конструкции, все элементы устройства размещены последовательно вдоль силовой оси, камера выполнена в виде полого кольца с отверстия!

508!10

Составитель В. Игнатенко

Редактор Н. Горват Техред И. Версс Корректор Т. Палий

Заказ 5532/45 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CC(Р

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10! ми для подвода и отвода охлаждающей жидкости и расположена между преобразователем силы и силопередающим элементом, а силовоспринимающий элемент выполнен полым, причем его полость ссюбщена с внешней средой и с полостью преобразователя силы, который охвачен термозащитным экраном.