Устройство для измерения^ поперечных деформаций балок^

 

«>432328

О ll И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 28.07.72 (21) 1815124/18-10 51) т1. Кл. Ст 01Ь 5/30

G 01m 5/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

Совета Мииистрав СССР по делам изобретений и открытий (32) Приоритет—

Опубликовано 15.06.74. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания ЗО.С6.75 (5: ) УДК 528.512 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. А. Таплашвили и P. А. Мовсесян

Ереванский политехнический институт им, К. Маркса (71) Заявитель

4 (В4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕИИВ

ПОПЕРЕЧНЪ|Х ДЕФОРМАЦИЙ БАЛОК

Изобретение относится к области линейных измерений и может быть использовано для измерений поперечных деформаций, а также вертикальных смещений исследуемых объектов. 5

Известны устройства для поперечных деформаций балок, содержащие трос, один конец которого жестко заделан в грунте, а другой конец с противовесом перевешивается через валик индикатора часового типа, по по- 1о ложению стрелки которого определяют прогиб фермы в месте расположения индикатора.

Недостаток известной конструкции состоит в недостаточной точности съема информации из-за малых смещений объекта. !

5 Предлагаемое устройспво позволяет повысить точность регистрации деформаций благодаря тому, что в нем одна из призм установлена неподвижно, а другая, на которую падает луч источника света, закреплена на рамке, перемещающейся по вертикали при помощи дополнительной торсионной передачи, связанной с противовесом. Для автоматизации и дистанционной передачи информации световой луч в устройстве сканируется фотодатчиком, установленным на конце штока, связанного с кодирующим диском датчика перемещения и счетчиком импульсов системы отсчета. 30

На фиг. 1 приведен вариант принципиальной схемы описываемого устройства; на фиг.

2 — призменный усилитель смещения светового луча; на фиг. 3 — работа призменного усилителя смещения светового луча в сочетании с дополнительной торсионной передачей.

Устройство (фиг. 1) содержит жестко заделанное в грунте основание 1, к которому прикреплен один конец троса 2, перекинутьш через блок 3, устанавлпваемыи в контролируемой точке фермы 4. На другом конце троса 2 закреплен противовес 5, который перемещается по вертикали вдоль направляющей б. Противовес 5 содержит источник света 7, коллиматор 8 (например, линза или система линз) и диафрагму 9. Дополнительная торсионная передача содержит перекинутый через блок 10 трос 11, один конец которого закреплен на нижней части противовеса 5, а другой его конец — на нижней части рамки

12, а также перекинутый через блок 18 трос

14, один конец которого закреплен на верхней части рамки 12, а к другому его концу прикреплен груз 15. На рамке 12, перемещающейся по вертикали вдоль направляющих 1б (фиг. 2), закреплена прямоугольная призма

17. Перед призмой 17 на корпусе неподвижно укреплена призма 18, поворачивающая луч света в направлении матового экрана 19. По другую сторону экрана 19 расположен фото432328

5 0

Зо

50 диод 20, перемещающийся вдоль плоскости экрана. Фотодиод 20 укреплен на штоке 21 датчика перемещения 22, выполненного на базе индикатора часового типа, на котором стрелки заменены кодирующим диском 28 с отверстиями, расположенными по окружности с равномерным шагом. Осветительная лам|ючка 24 и фотодиод 25, расположенные по противоположным сторонам диска 28, служат для формирования счетных импульсов. Перемещение штока 21 осуществляется приводом, состоягцим из электродвигателя 26, на валу которого насажен кулачок 27. В исходном состоянии этот кула юк не касается штока 21, и цепь питания электродвигателя 26 разомкнута концевым переключателем 28, контактирующим с выступом 29 боковой поверхности кулачка. В схему устройства входят также преобразователи 80 — 81, преобразующие световые сигналы в электрические. Функциональная схема блока управления содержит формирователи 82 и 88, триггер 84, клапан

85, счетчик импульсов 86 и пусковую кнопку 87.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии пусковой кнопки 87 через верхнюю пару ее контактов подается напряжение питания на обмотку электродвигателя 26, и кулачок 27 начинает вращаться. При этом срабатывает концевой переключатель 28, которым самоблокируется цепь питания электродвигателя 26 на время полного оборота кулачка. При отжатии пусковой кнопки 87 нижней парой ее контактов осуществляется переброс триггера 84 в такое состояние, при котором клапан 85 переходит в открытое состояние. Вращаясь,,кула чак 27 входит в соприкосновение со штоком 21, который начинает перемещать фотодиод 20, Одновременно начинает вращаться диск 28, осуществляющий модуляцию светового потока лампочки

24 на фотодиоде 25. Преобразователем 80 вырабатываются электрические сигналы, которые формирователем 82 преобразуются в счетные импульсы. Эти импульсы проходят через открытый клапан 85 на счетчик импульсов, где и фиксируются. При прохождении фотодиода 20 через изображение светового луча на экране 19 преобразователем 81 вырабатывается электрический сигнал. Этот сигнал поступает на формирователь 88, которым преобразуется в запускающий импульс, подаваемый на второй вход триггера 84. Триггер

84 опрокидывается в другое свое устойчивое состояние, при котором клапан 85 запирается, в результате чего прекращается прохождение счетных импульсов к счетчику импульсов 86.

На счетчике импульсов 86 фиксируется число импульсов N, пропорциональное координате светового луча на экране, которая определяется как:

h = Л 6, где б — «цена» одного импульса (якм).

Так, если в первоначальный замер было зафиксировано h — — N 6, а по истечении некоторого времени был получен результат

hq = Ь б, то стрела прогиба фермы составляет h „= hq — hi — — 0 (У вЂ” Ni).

По завершении кулачком 27 полного оборота система возвращается в исходное состояние, и следующий замер осуществляется очередным нажатием пусковой кнопки. Весь описанный цикл повторяется.

Сочетание призменного усилителя смещения светового луча с торсионной передачеи позволяет в устройстве, приведенном на фиг. 1, добиться четырехкратного усиления величины смещения светового луча на экране. Это видно из фиг. 3, где точка А — первоначальный уровень светового луча; точка

Б — уровень светового луча после прогиба фермы, а точки А и Б — уровни изображений соответствующих лучей на экране. Пунктиром на фиг. 3 изображено положение призмы 17, которое она занимает после прогиба фермы.

Предмет изобретения

Устройство для измерения поперечных деформаций балок, содержащее перекинутую через блок гибкую нить с укрепленным на ней индикатором, корпус и регистрирующее приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регистрации деформаций, оно снабжено дополнительной торсионной передачей, на подвижной нити которой укреплена прямоугольная призма, обращенная прямым углом к расположенной на корпусе неподвижной призме, причем вершины призм смещены относительно друг друга в направлении перемещения подвижной призмы.

432328

Фиг. 2

Составитель Ю. Ступко

Техред 3. Тараненко Корректор И. Симкина

Редактор С. Хейфиц

Подписное

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 369/751 Изд. ¹ 1719 Тираж 760

1ЛНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, >К-35, Раушская наб., д. 4/5