Устройство для измерения постоянных или медленно изменяющихся механических напряжений

 

(72) Авторы изобретения

Л. Н. Фомица и В. И. Зубцов

Новополоцкий политехнический-институт(7l) Заявятель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ

ИЛИ МЕДЛЕННО ИЗМЕНЯЮЦИХСЯ МЕХАНИЧЕСКИХ

НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к измерению механических напряжений и может быть использовано для измерения напряжений внутри сплошных сред из нелинейноупругих и пластических материалов

5 (грунт, бетон, пластмассы и т.п.).

Известно устройство для измерения давления, включающее пьезоэлемент, соединенный с источником переменного напряжения, при этом о величине давления судят по изменению экви" валентного сопротивления пьезоэлемента 11.

Недостатком данного устройства является низкая точность и нестабильность при изменении механических напряжений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения постоянных 20 или медленно изменяющихся механических напряжений, содержащее расположенные в одной плоскости основной пьезоэлемент и выполненный с отверстием

2 вспомогательный пьезоэлемент, соединенный с источником переменного напряжения, причем основной пьезоэлемент расположен в отверстии вспомогательного f2).

Недостатком известного устройства является ограниченность его примене" ния, в частности, известное--устройство не может быть использовано для

\ измерения усилии или напряжений внутри твердой сплошной среды.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения постоянных или медленно изменяющихся механических напряжений, содержащее расположенные в одной плоскости основной пьезоэлемент и выполненный с отверстием вспомогательный пьезоэлемент, соединенный с источником переменного напряжения, причем основной пьезоэле" мент .расположен в отверстии вспомога" тельного, снабжено дополнительным

945б8 пьезоэлементом, установленным параллельно основному и вспомогательному пьезоэлементам и соприкасающимся с ними, причем дополнительный пьезоэлемент соединен с источником переменного напряжения в противофазе с вспомогательным.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вспомогатель- 10 ный пьезоэлемент 1, выполненный с отверстием, в котором размещается основной пьезоэлемент 2, а также дополнительный пьезоэлемент 3. В основном, вспомогательном и дополнитель- д ном пьезоэлементах устраиваются электрические выводы 4 и 5. К вспомогатель" ному и дополнительному пьезоэлементам 1 и 3 подводится напряжение требуемой частоты в противофазе так, рр что, если в пьезоэлементе 1 возникают деформации растяжения, в пьезоэлементе 3 в это время возникают деформации сжатия и наоборот.

Устройство работает следующим об- g$ разом.

Если механическое напряжение,воздействующее на устройство, равно нулю, то при подаче на вспомогательный и дополнительный элементы 1 и 3 напряжения в противофазе элемент 1 расширяется, а элемент 3 сжимается, общая деформация элементов 1 и 3 равна нулю, а в элементе 2 деформации не возникают, следовательно, снимаемый с него сигнал равен нулю.

Если механическое напряжение не равно нулю, то устройство оказывается деформированным например, сжатым ).

7 1

При подаче на пьезоэлементы 1 и 3 напряжения в противофазе элемент 1 расширяется, элемент 3 сжимается, элемент 2 получает возможность освободиться от внешнего воздействия, упруго расширяясь при этом, вследствие чего с него снимается электрический сигнал. Амплитуда этого сигнала пропорциональна величине механического напряжения.

Формула изобретения

Устройство для измерения постоянных или медленно изменяющихся механических напряжений, содержащее расположенные в одной плоскости основной пьезоэлемент и выполненный с отверстием вспомогательный пьезоэлемент, соединенный с источником переменного напряжения, причем основной пьезоэлемент расположен в отверстии вспомогательного, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, устройство снабжено дополни тельным пьезоэлементом, установленным параллельно основному и вспомогательному пьезоэлементам и соприкасающимся с ними, причем дополнительный пьезо. элемент соединен с источником переменного напряжения в противофазе с вспомогательным пьезоэлементом, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 200239, кл. G 01 L 9/08., 19б5, 2. Авторское свидетельство СССР

NÃ 114789; кл. 6 О1 L 9/08, 1957.

Составитель Н. Лямин

Редактор Н. Лазаренко Техред Е.Харитончик Корректор В, Бутяга

Заказ 5317/59 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва 8-35 Раушская наб. 8, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,