Тензопреобразователь

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения относительной деформации. Сущность: тензопреобразователь содержит гибкую диэлектрическую подложку и, по крайней мере, четыре тензорезистора с токоподводящими дорожками, размещенных на одной стороне подложки с образованием сторон, по крайней мере, одного прямоугольника. Тензопреобразователь снабжен защитной гибкой диэлектрической подложкой, приклеиваемой со стороны тензорезисторов к поверхности первой подложки, снабженной с наружной стороны клеевым слоем. Внутри каждого образованного тензорезисторами прямоугольника размещен вдоль, по крайней мере, одной диагонали, по крайней мере, один тензорезистор. Тензорезисторы и токоподводящие дорожки нанесены на подложку методом фотопечати, выполнены с возможностью подключения отдельно каждого тензорезистора к измерительной аппаратуре. На внешней поверхности защитной подложки может быть установлен жидкокристаллический экран, подключенный к измерительной аппаратуре. Технический результат: повышение уровня информативности измерений за счет получения представления о распределении относительной деформации (поле деформации) на значительной площади поверхности нагруженного объекта. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения относительной деформации.

Известен "Тензодатчик" (а.с. SU №1656315, МПК5 G01B 7/16, опубл. 15.06.1991, Бюл. №22), выполненный в виде тканевого плетения, содержащего электропроводные тензочувствительные нити, снабженные выводными проводниками. Нити плетения выполнены эластичными, а выводные проводники распределены по длине эластичных нитей. Недостатком этого устройства является невозможность использования диагонально расположенных тензорезисторов, без наличия которых невозможно провести полноценное тензометрирование объекта исследования.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является "Интегральный тензопреобразователь" (a.c. SU №1224563, МПК4 G01B 7/16, опубл. 15.04.1986, Бюл. №14), содержащий гибкую диэлектрическую подложку, на одной стороне которой в одном или двух направлениях с образованием сторон, по крайней мере, одного прямоугольника, чередуются тензорезисторы, входящие в смежные плечи моста. При таком выполнении тензопреобразователя можно проводить суммарные измерения показаний тензодатчиков в любом направлении, но невозможно показать картину деформирования поверхности по точкам или областям. Недостатком этого устройства является - суммарное измерение деформации по каждому из двух направлений, которое хоть важно само по себе, но редко используется в практике измерения.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - повышение уровня информативности измерений, а именно получение представления о распределении относительной деформации (поле деформации) на значительной площади поверхности нагруженного объекта.

Технический результат - измерение деформации на большой поверхности объекта при небольшом времени установки устройства, а также проведение интегральных измерений показаний по любому направлению.

Поставленная задача решается заявляемым тензопреобразователем, содержащим гибкую диэлектрическую подложку и, по крайней мере, четыре тензорезистора с токоподводящими дорожками, размещенные на одной стороне подложки с образованием сторон, по крайней мере, одного прямоугольника, за счет того, что он в отличие от прототипа снабжен защитной гибкой диэлектрической подложкой, приклеиваемой со стороны тензорезисторов к поверхности первой подложки, снабженной с наружной стороны клеевым слоем. Внутри каждого образованного тензорезисторами прямоугольника размещен вдоль, по крайней мере, одной диагонали, по крайней мере, один тензорезистор. Тензорезисторы и токоподводящие дорожки нанесены на подложку методом фотопечати, выполнены с возможностью подключения отдельно каждого тензорезистора к измерительной аппаратуре.

На внешней поверхности защитной подложки может быть установлен жидкокристаллический экран, подключенный к измерительной аппаратуре.

Нанесение на подложку тензорезисторов и токоподводящих дорожек методом фотопечати позволяет закрепить токопроводящие дорожки в районе тензорезистора, так как в противном случае колебания токопроводящих дорожек при проведении динамических испытаний могут привести к нарушению работы тензопреобразователя, искажению показаний, которое в свою очередь связано с повреждениями как самих тензорезисторов, так и токопроводящих дорожек. Размещение вдоль, по крайней мере, одной диагонали, по крайней мере, одного тензорезистора внутри каждого образованного тензорезисторами прямоугольника позволяет повысить уровень информативности измерений, а именно получить представление о распределении относительной деформации (поле деформации) на значительной площади поверхности нагруженного исследуемого объекта. Выполнение тензорезисторов с возможностью подключения отдельно каждого тензорезистора к измерительной аппаратуре позволяет проводить интегральные измерения деформации по любому направлению.

Установка на внешней поверхности защитной подложки жидкокристаллического экрана, подключенного к измерительной аппаратуре, позволяет наглядно наблюдать за нагружением объекта.

Изобретение поясняется фигурами. На фиг. 1 - изображен внешний вид заявляемого тензопреобразователя, на фиг. 2 - расположение тензорезисторов на гибкой подложке, на фиг. 3 - расположение токопроводящих дорожек и рензорезисторов. На фиг. 4 показан общий вид тензопреобразователя с приподнятой защитной подложкой.

Тензопреобразователь содержит гибкую диэлектрическую подложку 1 и, по крайней мере, четыре тензорезистора 4 с токоподводящими дорожками 5, размещенных на одной стороне подложки 1 с образованием сторон, по крайней мере, одного прямоугольника AI (A1, А2, A3). Площади прямоугольников могут пересекаться, дублируя показания измерения.

Тензопреобразователь снабжен защитной гибкой диэлектрической подложкой 2, приклеиваемой со стороны тензорезисторов 4 к поверхности первой подложки 1, снабженной с наружной стороны клеевым слоем (не показано). Внутри каждого образованного тензорезисторами 4 прямоугольника AI размещен вдоль, по крайней мере, одной диагонали, по крайней мере, один тензорезистор 4. Тензорезисторы 4 и токоподводящие дорожки 5 нанесены на подложку 1 методом фотопечати, соединены в общий шлейф 3 для подключения отдельно каждого тензорезистора 4 к измерительной аппаратуре.

Устройство может иметь любую площадь соприкосновения с объектом, необходимую для получения полноценной картины его деформации (необходимое количество тензорезисторов 4 устанавливается на подложку 1 в заводских условиях). Подложка 1 должна быть достаточно тонкой - для уменьшения искажения величины деформации исследуемой поверхности на показаниях тензорезисторов 4. Кроме того, при необходимости на внешней поверхности подложки 2 возможна установка экрана жидкокристаллического (не показано), подключенного к измерительной аппаратуре, на который после вторичной обработки будет выводиться информация в виде эпюр деформирования поверхности.

Все операции по фотопечати тензодатчиков 4 и вывод шлейфа 3 проводят в заводских условиях, а монтаж (т.е. наклейка) устройства проводится в полевых условиях, тем самым сводится к минимуму риск получения технологических повреждений.

Тензопреобразователь работает следующим образом.

Устройство наклеивают (подобно пластырю) на предварительно подготовленную поверхность объекта внешней стороной подложки 1. После прикрепления тензопреобразователя к требуемой поверхности и подсоединения шлейфа 3 к измерительной аппаратуре объект подвергают заданным нагрузкам и проводят измерение деформации. За счет подключения отдельно каждого тензорезистора 4 к измерительной аппаратуре измерение можно проводить в любой последовательности, либо одновременно по всем направлениям деформирования объекта, либо по конкретным направлениям (осям).

При установке на внешней поверхности подложки 2 жидкокристаллического экрана (не показано), подключенного к измерительной аппаратуре, на который после вторичной обработки выводится информация в виде эпюр деформирования поверхности, можно без громоздкого оборудования наглядно видеть деформированное состояние поверхности объекта.

Таким образом обеспечивается повышение уровня информативности измерений, а именно получение представления о распределении относительной деформации (поле деформации) на заданной площади поверхности нагруженного исследуемого объекта.

1. Тензопреобразователь, содержащий гибкую диэлектрическую подложку и, по крайней мере, четыре тензорезистора с токоподводящими дорожками, размещенных на одной стороне подложки с образованием сторон, по крайней мере, одного прямоугольника, отличающийся тем, что снабжен защитной гибкой диэлектрической подложкой, приклеиваемой со стороны тензорезисторов к поверхности первой подложки, снабженной с наружной стороны клеевым слоем, внутри каждого образованного тензорезисторами прямоугольника размещен вдоль, по крайней мере, одной диагонали, по крайней мере, один тензорезистор, тензорезисторы и токоподводящие дорожки нанесены на подложку методом фотопечати, выполнены с возможностью подключения отдельно каждого тензорезистора к измерительной аппаратуре.

2. Тензопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что на внешней поверхности защитной подложки установлен жидкокристаллический экран, подключенный к измерительной аппаратуре.



 

Похожие патенты:
Использование: для исследования деформаций и напряжений в конструкциях опасных производственных объектов газо-, нефтехимической промышленности. Сущность: заключается в том, что наносят на поверхность детали хрупкое тензочувствительное пористое покрытие с фреоном, осуществляют отверждение покрытия, нагружение конструкции и определяют зону высвобождения газа фреона из пористого покрытия (лопаются пузырьки), используя газоанализатор, при этом в качестве хрупкого тензочувствительного пористого покрытия используют покрытие, выполненное из смеси, содержащей эпоксидную смолу, отвердитель ПЭП, газ фреон R-22 при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение относится к измерению деформаций и может быть использовано при испытаниях изделий из хрупких материалов, например керамических обтекателей. Сущность: датчик измерения перемещения и деформации крепится жестким клеем на сухой поверхности односторонней липкой ленты с жесткой основой, закрепленной на поверхности исследуемой конструкции, при этом площадь липкой ленты выбирают из условия: Fe<<S1⋅τ1≤S2⋅τ2<S2⋅τ3, где Fe - максимальное значение силы реакции упругого элемента датчика измерения перемещения и деформации; S1 - площадь приклеивания датчика измерения перемещения и деформации; τ1 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки жесткой основы липкой ленты с датчиком измерения перемещения и деформации; τ2 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки липкой ленты с поверхностью объекта; τ3 - величина предельных сдвиговых напряжений, при которых происходит механическое разрушение поверхности объекта, например влагозащитного покрытия (ВЗП), или сколы на поверхности объекта и др., где τ2<τ3; S2 - площадь приклейки липкой ленты к поверхности объекта.

Изобретения относятся к измерительной технике, в частности к конструкции тензометрического датчика, системе определения его пространственного положения, способу определения его пространственного положения и измерительной системе с использованием тензометрического датчика.

Заявленные изобретения относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного мониторинга состояния конструкции стартового сооружения в процессе его эксплуатации.

Изобретение относится к автоматическим средствам периодического отслеживания состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения в процессе его эксплуатации.

Изобретения относятся к приборостроению, в частности к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного отслеживания состояния конструкций.

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: датчик подключают к высокоомной нагрузке RH>500 кОм, измеряют начальный разбаланс и выходной сигнал датчика при нормальной температуре t0, а также температурах t+ и t-, соответствующих верхнему и нижнему пределу рабочего диапазона температур.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при настройке тензорезисторной датчиковой аппаратуры с мостовой измерительной цепью по мультипликативной температурной погрешности.

Изобретение относится к измерительной технике. Датчик подключают к нагрузке Rн>500 кОм, измеряют начальный разбаланс и выходной сигнал при нормальной температуре t0, а также температурах t+ и t-, соответствующих верхнему и нижнему пределу рабочего диапазона температур.

Использование: для определения параметров высокоскоростного движения метательных тел, например измерения перегрузок, скорости соударения, и для исследования параметров динамического деформирования металлических материалов в авиационной и космической технике.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для измерения деформации опор, находящихся под нагрузкой и может быть использовано для измерения и контроля деформации опорных элементов, предназначенных для магистральных газопроводов. Технический результат: повышение чувствительности и точности измерения, повышении эксплуатационной надежности и оперативности передачи данных измерений в том числе в условиях низких температур. Сущность: устройство содержит тензоизмерительные блоки с тензодатчиками, блок питания и аналого-цифровой преобразователь, электронный концентратор, блок ретранслятора. Каждый тензоизмерительный блок дополнительно содержит приемопередатчик, транзисторный ключ, микропроцессор и датчик температуры. Тензодатчики соединены с транзисторным ключом и с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом микропроцессора, выход которого соединен с приемо-передатчиком. Датчик температуры соединен с микропроцессором. Тензоизмерительные блоки установлены друг от друга на расстоянии, обеспечивающем перекрытие зоны действия тензометрических блоков. Блок ретранслятора содержит приемо-передающий модуль, радиомодем, транзисторный ключ, импульсный источник питания, микропроцессор и температурный датчик. Выход приемопередающего модуля соединен с входом микропроцессора, выход которого соединен с радиомодемом. Другой выход микропроцессора соединен с транзисторным ключом, вход которого соединен с источником постоянного тока, а выход соединен с радиомодемом. Выход импульсного источника питания соединен с микропроцессором. Выходной канал радиомодема по радиоканалу соединен с электронным концентратором. 3 ил.
Наверх