Устройство для измерения механических напряжений

 

Союз Советских. Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А®ТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<1>785662 (61) Дополнительное к авт, сеид-ву (з1) м. к,.з

С 01 L 1/12 (22) Заявлено 2901.79 (21) 2724845/18-10 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Государственный комнтет

СССР ло холки НЗобрстсннй н открытнй

Опубликовано 071280. бюллетень Мо 45

Дата опубликования описания 0 1280 (53) УДК 5Ç1.781 (088. 8) (72) Авторы изобретения й. П .. Остапец, Г. С. Игнатов, A. К. Мовкопляс н В. Е. Радутный (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике, обеспечивающей неразрушающий контроль остаточных напряжений в конструкциях и материалах, а также измерение напряжений в конст- в рукциях при приложении нагрузок и может быть также использовано в качестве средства, позволяющего производить исследования конструкций и измерять технологические напряжения. тО

Известное устройство для измерения механических напряжений, содержащее датчик, усилитель, блок питания, запоминающее устройство и индикатор не обеспечивает требуемой точности изме- 1j рения 11 .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения механических напряжений, содержащее датчик магнит- Q ной анизотропии, связанный через генератор низкой частоты,.усилитель низкой частоты, амплитудный сннхронный— детектор, с индикатором и блок питания g) . 2S

Цель изобретения — пбвышение точности, Достигается это за счет того, что в него введены декадный счетчик с ре,дуктором и реохордом, электронный ста-ф0 билиэатор напряжения с защитой от перегрузки, каскад опорного напряжения, имеющий на выходе переменный резистор, следящий электродвигатель и автоматический компенсатор, причем реохорд включен между датчиком магнитной анизотропии и входом усилителя низкой частоты, а электронный стабилизатор напряжения подключен входом к блоку питания, а выходом — к усилителю н генератору низкой частоты, при этом каскад опорного напряжения подключен к генератору низкой частоты, индикатор включен между амплитудным синхронным детектором и переменным резистором каскада опорного напряжения, причем автоматический компенсатор подключен входом к амплитудному синхронному детектору, а выходом — к следящему электродвигателю, соединенному с реохордом:

На чертеже дана блок-схема устройства.

Устройство для измерения механических напряжений включает датчик магнитной анизотропии i. Между датчиком магнитной анизотропии 1- и входом усилителя низкой частоты 2 включен реохорд 3. К выходу усилителя низкой частоты 2 подключен амплитудный син785662 хронный детектор 4, имеющий. на .выходе индикатор 5 и переменный резистор 6

I включевный между каскадом опорного напряжения 7 и стрелочным индикатором 5. Выход генератора низкой частот 8 подключен к датчику магнитной м-. -от о

-.5"отропии 1, амплитудному синхронно5 чу д::.сектору 4 и каскацу опорного напряжм ия 7. Реохорд 3 связан через редукт .р 9 .с декадным счетчиком 10 и следящими. электродвигателем 11, управляемым ав оматическим компенсатором

12, подключ иным к выходу амплитудного синхронного детектора 4 и к переменному резистору. Выход выпрямителя 13 через стабилизатор питающего напряжения 14 подключен к усилителю низкой частоты 2, генератору низкой частоты 8 и автоматическому компенсатору 12. Следящий электродвигатель

11 подключен к выпрямителю 13. Выпрямитель 13 и стабилизатор питающе- gQ

ro напряжения 14 образуют блок питания 15. Устройство подключается к сети переменного тока через выпрямитель 13 и стабилизатор питающего напряжения 14.

Перед началом измерений производится калибровка усилителя низкой частоты 2.

Процесс измерения производится в два этапа: на первом этапе опреде.ляются места с концентрацией напряжений (определение грубо максимума) и направления действия напряжений, на втором этапе производится точное ,измерение величины напряжений.

Первый этап производится вручную, следящий электродвигатель 11 и антоматический компенсатор 12 отключаются. Реохорд 3 устанавливается вручную в положение, соответствующее 46 половине его сопротивления. Нуль шкалы индикатора 5 устанавливается переменным резистором 6.

Синусоидальный сигнал с генератора низкой ча" òîòû 8 поступает в дат- 45 чик магнитной анизотропии 1, а также на амплитудный синхронный детектор 4.

Датчик магнитной анизотропии 1 устанавливается на поверхность исследуемого материала и медленно вращается вокруг оси перпендикулярной к поверхности. Выходной сигнал с датчика 1 через реохорд 3 поступает на вход усилителя низкой частоты 2.

Усиленный сигнал подается на амплитудный синхронный детектор 4, гце сравнивается с сигналом генератора низкой. частоты 8.

Амплитудный синхронный детектор 4 выделяет напряжение пропорциональное величине напряжений в металле, ко-е0 торое поступает на индикатор 5.

Максимуму на индикаторе соответствует максимум растягивающих напряжений, минимуму — максимум сжимающих, а оси их направления определяются 65 по положению датчика на поверхности материала.

Точное измерение величины напряжений (второй этап) может быть произведено автоматически и вручную. Ручной режим используется в полевых условиях с целью экономии электроэнергии источника питания.

Датчик 1 устанавливается на поверх ности исследуемой детали в интересующем месте,и ориентируется по определенной оси. С помощью выключателя 16 включается автоматический компенсатор

12 и следящий электродвигатель 11.

Индикатор 5 используется как нульиндикатор. При этом следящий электродвигатель будет вращать реохорд в нужную сторону до тех пор, пока сигнал на выходе автоматического компенсатора будет равен нулю, т.е. когда сигнал на выходе амплитудного синхронного детектора будет равен потенциалу на переменном резисторе. При этом стрелка индикатора возвратится в нулевое положение (положение перед началом измерения после калибровки прибора).

По шкале декадного счетчика отсчитывается величина напряжений в относительных единицах.При измерении вручную реохорд необходимо вращать в нужную сторону до тех пор, пока стрелка индикатора не установится на нуль.

Введение в устройство каскада опорного напряжения, подк.шоченного входом к генератору низкой частоты и имеющего на выходе переменный .резистор и включение индикатора между амплитудным синхронным детектором с переменным резистором позволяет перемещать начало шкалы индикатора в широких пределах, что необходимо для устранения дестабилизирующих факторов, и увеличивает точность и оперативность измерений на первом этапе. Например, при шкале, имеющей сто делений и показаниях индикатора больше ста, т.е. при

"эашкаливании", не ясно определен ли максимум напряжения или нет. В этом случае, смещая стрелку индикатора ближе к началу шкалы с помощью переменного резистора и вращая датчик, уточняют величину и направление максимума механических напряжений в материале. Цена деления шкалы остается при этом неизменной, точность не уменьшается и не требуется дополнительной регулировки коэффициента усиления усилителя.

Введение в схему устройства электронного стабилизатора питающего напряжения с защитой от перегрузок позволило увеличить стабильность работы устройства и повысить надежность, Введейие следящего электродвигателя привода реохорда, управляемого автоматическим компенсатором и наличие универсального блока питания позволяет широко испольэовать прибор для измерения абсолютных механических

785662

Формула изобретения

Составитель А. Новиков

Редактор Е. Гончар Техред М.Табакович Корректор И. Муска

Заказ 8828/42 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент ", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 напряжений в материалах в различных отраслях народного хозяйства.

Устройство для измерения механичес5 ких напряжений, содержащее датчик магнитной анизотропии, связанный через генератор низкой частоты, усилитель низкой частоты, амплитудный синхронный детектор с индикатором, и блок питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены декадный счетчик с редуктором и реохордом, электронный стабилизатор напряжения с защитой от перегрузки, каскад опорного напряжения, имеющий на выходе переменный резистор, следящий электродвигатель и автоматический компенсатор, причем реохорд включен между датчиком магнитной ани- 2Q зотропии и входом усилителя низкой частоты, а электронный стабилизатор напряжения подключен входом к блоку питания, выходом к усилителю и генератору йиэкой частоты, при этом каскад опорного напряжения подключен входом к генератору низкой частоты, индикатор включен между амплитудньм синхронным детектором и переменным резистором каскада опорного напряжения, а автоматический компенсатор подключен своим входом к амплитудному синхронному детектору, а выходом — к следящему электродвигателю, соединенному с реохордом.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Патент Франции М 1596333, кл. G 01 L, опублик. 24 ° 07.1970.

2. Патент США 9 3540271,кл. 73-143, опублик. 08.11.1968 (прототип).