Устройство для определения коэффициента линейного расширения проволочных образцов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

»972357 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.11.80 (2! ) 3000044/! 8-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет— (5! ) Ч. Кл." (л ()! (U 25/!6

Государственный комитет

СССР (53) УДК 5 )6 4! (088.8) Опл ликовано 07.! 1.82. Бюллетень ЛЪ4! по делам иэооретеиий и открытий

Дата опубликования описания li.ll.82 (72) Авторы изобретения

P. Ю. Бансевичюс, И. Гl. Вооолис, Р. А. Г1он «(тгас--и К. М. Рагульскис

1)

Каунасский политехнический институт им. Апта))ас;1 Сгц куси

1 (71) Заявитель г в

"«-(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИ1!ИЕНТА

ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ ПРОВОЛОЧНЫХ OEPA3LIOB

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения коэффициента линейного расширения проволоки и записи дилатометрических графиков, может быть использовано при разработке образцовых дилатометров, а та кже специальных дилатометров для пластин, стержней, проволоки и т.п.

Известно устройство для автоматической записи дилатометрических графиков, содержащее дилатометр с дифференциальнотрансформаторным датчиком удлинения образца, включенным на вход регистрирующего прибора с дифференциально-трансформаторной схемой, и термопару, помещенную в зоне нагрева образца (1).

Недостатки известного устройства состоят в низкой точности измерения из-за сложности конструкции, содержащей множество механических узлов и сопряжений, а также в низком быстродействии из-за большой постоянной времени реверсивного двигателя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для осуществления определения коэффициента линейного расширения проволочных образцов путем разогрева их электрическим током и измерения параметров в нагретом и холодном состояниях, содержащее корпус с закрепленными на нем образцом проволоки, источником обогрева и датчиком темпеs ратуры (2) .

Недостатки устройства заключаются в низкой точности измерения, так как измеряемые падения напряжений между потенциальными отводами и потенциальными (0 съемниками являются величинами малыми, а также в трудно осуществляемом записывании дилатометрических графиков.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения коэффициента линейного расширения проволочных образцов, содержащее станину для закрепления на ней образца и источника нагревания с датчиком температуры, снабжено вибратором и датчиком собственных попереч20 ных колебании образца, закрепленными на станине и соединенными между собой положительной обратной связью через введенный источник переменного напряжения, а также частотным различителем, к входу которого

972357

Формула изобретения

3 подключен датчик собственных поперечных колебаний образца, и двухкоординатным самопишущим прибором, на один вход которого подключен выход частотного различителя, а на другой — — - датчик температуры.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — — амплитудночастотная характеристика частотного различителя; на фиг. 3 — зависимость удлинения измеряемого образца от температуры.

Устройство содержит станину 1 с закpeirленным измеряемым образцом 2 и датчик 3 измерения температуры, вибратор 4, источник 5 переменного напряжения и датчик 6 собственных поперечных колебаний образца 2, вибратор 4 и датчик 6 соединены между собой положительной обратной связью, а также частотный различитель 7, к входу которого подключен датчик 6 и двухкоординатный самопишущий прибор 8, на один вход которого подключен выход частотного различителя 7, а на другой — датчик 3 температуры.

Устройство работает следующим образом.

Образец 2 закрепляется на станине 1.

Hepe r измерением образцу 2 сообщается начальное натяжение (в пределах зоны упругости) из расчета того, что при максимальной температуре осталось бы определенное натяжение.

Под действием окружающей среды образец 2 совершает малые затухающие поперечные колебания на собственной частоте.

Эти колебания воспринимаются датчиком 6 и подаются на источник 5 переменного напряжения, на выходе которого подключен вибратор 4. Фазовые соотношения сигналов подобраны таким образом, чтобы фаза сигнала, который подается на вибратор 4 от источника 5 переменного напряжения, равнялась фазе сигнала от датчика 6. В связи с этим образец совершает незатухающие поперечные колебания на собственной частоте.

В зависимости от ферромагнитных свойств образца 2 вибратор 4 может быть электромагнитным или электродинамическим.

Так, при измерении температурного коэффициента линейного расширения образца 2 из магнитного материала применяется электромагнитный вибратор, корпус которого крепится на станине (например в середине длины образца 2), а якорем его служит измеряемый образец 2.

При измерении коэффициента линейного расширения образца 2 из немагнитных материалов используется электродинамический вибратор. В этом случае вибратор укрепляется таким же образом, а возбуждать колебания образца 2 можно под действием вибратора на станину 1 или при помощи вибратора создаются колебания воздушного пространства между ним и измеряемым об15

Зо

40 разцом 2, которые в свою очередь возбуждают собственные поперечные колебания образца 2.

Датчик 6 собственных поперечных колебаний образца 2 применяется бесконтактный, например емкостной, одним электродом которого служит образец 2. Крепление датчика 6 на станине 1 можно осуществить в любом месте по длине образца 2. Сигнал с датчика 6 подается также на частотный различитель 7, работа которого основана на том, что величина выходного напряжения его зависит от частоты входного напряжения (фиг. 2) .

Так как частота собственных поперечных колебаний образца 2 зависит от силы натяжения, при изменении температуры образца 2 длина его меняется, меняется и сила натяги, в результате чего меняется и частота собственных поперечных колебаний, которая в данном случае пропорциональна удлинению образца 2. Удлинение образца 2 зависит от коэффициента линейного расширения материала образца 2, поэтому по изменившейся частоте собственных поперечных колебаний можно судить о коэффициенте линейного расширения образца 2.

Таким образом, при изменении частоты собственных поперечных колебаний образца 2 величина выходного сигнала частотного различителя 7 меняется, и двухкоординатный самопишущий прибор 8, к одному входу которого подключен частотный различитель 7, а к другому — датчик 3 температуры, выдает зависимость удлинения образца 2 от температуры (фиг. 3).

Предлагаемое устройство позволяет получить качественный дилатометрический график, а также повысить точность измерения на 60О/О, так как чувствительность измерения удлинений частотным методом в 2—

3 раза выше других методов измерений.

Устройство для определения коэффициента линейного расширения проволочных образцов, содержащее станину для закрепления на ней образца и источник нагревания с датчиком температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено вибратором и датчиком собственных поперечных колебаний образца, закрепленными на станине и соединенными между собой положительной ооратной связью через введенный источник переменного напряжения, а также частотным различителем, к входу которого подключен датчик собственных поперечных колебаний образца, и двухкоординатным самопишущим прибором, на один вход которого

972357

Составитель В. Гусева

Техред И. Верес Корректор JO. Макаренко

Тираж 887 1)однисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор С. Юско

Заказ 8062/33 подключен выход частотного различите1я, а на другой — датчик температуры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетечьство (.(.(.Р ,¹ 3904 7, к.1. G 01 Х 25/16, 1973.

2. Авторское свидетечьство (:(.(.Р

Л 355550, к.з. G О1 Х 25/16, 1972 (прототип).