ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.06.2024
Просмотров: 65
Скачиваний: 0
менением отношения сопротивлений гі/ггЭтот метод является ос новным при статических испытаниях.
В настоящее время для питания измерительных мостов в подав ляющем большинстве случаев пользуются переменным током. Систе-- мы коммутаторов с переключателями позволяют последовательно присоединять к отсчетному устройству большое количество (до не скольких сот) тензорезисторов. При использовании автоматически действующей аппаратуры на регистрацию показаний каждого тензорезистора требуется всего несколько секунд. Возможен непосред ственный ввод получаемых данных в ЭВМ для их обработки.
Все это, а также дешевизна, крайне малый вес, малые габариты тензорезисторов и возможность крепления (приклейки) в любых точках исследуемой конструкции обусловливают широкое их при менение.
Однако поверка тензорезисторов возможна лишь выборочно пу тем наклейки нескольких образцов из каждой изготовленной пар тии на специальные испытательные балочки (например, равного сопротивления), деформации которых при загрузке заранее из вестны.
5-3. Электромеханические тензометры
Эти тензометры с наклеенными на их упругие элементы тензорезисторами (в двух вариантах показанные на рис. 71) по принци пу действия аналогичны рассмотренным выше электромеханическим измерителям перемещений.
Ч [ |
|
|
|
|
Г |
|
1 |
у 5 |
/ / |
|
«л |
J; |
|
! |
/ |
2 В |
||||
|
|
г |
|
ja1 ! |
|
жСу ? / |
/ / / / / / / / / / / / / V s |
|
|
||||
|
L |
|
|
І |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
6) |
|
Рис. 71. |
Электромеханические |
тензометры с тензорези- |
||||
|
|
|
сторами: |
|
|
|
а —консольно-рамный; |
б — рамный; 1 — испытываемая |
конст |
||||
рукция; 2 — жесткие элементы тензометра; |
3 — гибкий |
упругий |
||||
элемент; |
4 — тепзорезисторы; 5 —струбцина; |
6 — анкера |
с кре |
|||
пежными |
винтами; |
I — расстояние |
между ножевыми опорами; |
|||
L — расстояние между осями опорных анкеров
Электромеханические тензометры являются приставными прибо рами дистанционного действия. База их может варьировать от не скольких до многих десятков сантиметров. Каждый тензометр градуируется и поверяется индивидуально. Существенно, что отсче ты по ним могут быть взяты сразу после установки прибора (по скольку‘ждать твердения клея, как при использовании тензорезис торов, наклеиваемых на поверхность конструкций, в данном случае не приходится).
107
5-4. Струнные тензометры
В этих приборах дистанционного действия использована зави симость между частотой f собственных колебаний и натяжением а струны, определяемая выражением
|
|
|
|
' |
2M n |
’ |
|
|
|
|
(13) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где I — длина струны, а р — плотность ее материала. |
тензометры |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Струнные |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
применяются |
как |
пристав |
|||
|
|
|
|
|
|
|
ные (рис. |
72, а), |
так |
и за |
||
|
|
|
|
|
|
|
кладываемые в толщу мате |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
риала |
конструкций, |
напри |
|||
|
|
|
|
|
|
|
мер в бетон массивных гид |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
ротехнических |
сооружений. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
В этом случае (рис. 72,6) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
струна 2 защищается от со |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
прикосновения |
с |
бетоном |
|||
|
|
|
|
|
|
|
трубками |
5, |
жестко |
соеди |
||
|
|
|
|
|
|
|
ненными с дисками 4, втоп- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
ленными в кладку. |
бетона |
||||
|
|
|
|
|
|
|
При |
деформации |
||||
|
|
|
|
|
|
|
расстояние |
L |
между |
диска |
||
|
|
|
|
|
|
|
ми меняется, что |
сопровож |
||||
|
|
|
|
|
|
|
дается |
изменением натяже |
||||
|
|
|
|
|
|
|
ния струны. Если |
fi |
и /г — |
|||
|
|
|
5) |
|
|
|
последовательно |
замерен |
||||
|
|
|
|
|
|
ные частоты ее собственных |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Рис. 72. Струнные тензометры: |
|
колебаний, |
то |
значение де |
||||||||
а — приставной |
(или |
«накладной»): |
б —за* |
формации |
е |
может |
быть |
|||||
кладкой; |
I — испытываемая |
конструкция; |
2 — |
|||||||||
натянутая |
стальная |
струна; |
3 — опоры |
для |
найдено из выражения |
|||||||
крепления |
струны; |
4 —жесткие диски; |
5 — |
|
|
|
|
|
|
|||
ограждающие трубки; |
6 — электромагнит; |
7 — |
|
До |
|
12р |
2 |
,2, |
||||
соединительные |
провода; I —длина |
струны; |
|
|
||||||||
L — расстояние |
между средними сечениями |
|
Е |
4 £ |
2 |
|
||||||
|
|
дисков 4 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(14) |
где Е — модуль упругости материала струны. |
помещенный |
рядом |
||||||||||
Для возбуждения колебаний используется |
||||||||||||
со струной электромагнит б, в котором возникшие колебания стру ны в свою очередь индуцируют переменный ток той же частоты f, определяемой с помощью регистрирующих устройств, соединенных с тензометром проводами 7.
Для исключения влияния температуры и других возможных воз действий, влияющих на получаемые результаты, рядом с группами заложенных в бетон «рабочих» тензометров помещают «компенса ционный» прибор, уложенный таким образом, чтобы деформации бетона на него не действовали. Учитываются также показания за ложенных в кладку телетермометров и т. д.
108
Струнные тензометры применяют главным образом для длитель ных измерений, поскольку существенным их преимуществом по сравнению с тензорезисторами является то, что на частоту колеба ний струны не влияют возможные утечки тока и изменения омиче ского сопротивления в соединительных коммуникациях, с чем при ходится серьезно считаться и принимать соответствующие защитные меры при пользовании тензорезисторами.
5-5. Механические тензометры
Механические тензометры представлены рядом типов различно го конструктивного оформления. Остановимся несколько подробнее на одном наиболее распространенном рычажном тензометре (Гугенбергера *), схематически показанном на рис. 73. Как видно из рисунка, при деформации исследуемого материала конец с стрел ки 8 тензометра перемещается вдоль шкалы 10 с миллиметровыми
Рис. 73. |
Кинематическая |
схема рычажного тензо |
|||||||
|
|
|
|
метра: |
|
|
|
|
|
а — начальное положение; б —смещения |
рычагов |
после |
де |
||||||
формации |
(показаны |
пунктиром); |
1 — испытываемый |
эле |
|||||
мент; |
2 - |
острие |
неподвижной |
и 4 — подвижной ножек; |
3 — |
||||
неподвижная и |
5 —подвижная |
ножки; |
6 —ось |
вращения |
|||||
ножки |
5; |
7 — передаточный стерженек; |
8 — стрелка; 9 — ось |
||||||
вращения стрелки; |
10 — шкала; |
I — база тензометра |
|
||||||
* От названия |
специализированной |
швейцарской |
фирмы, выпускающей |
||||||
точные измерительные приборы, улучшившей конструкцию данного типа тензо метра.
109
делениями в новое положение с' (на схеме взят случай сжатия). Увеличение k прибора определится при этом из соотношения
сс' |
b |
s |
А |
а |
(15) |
г |
где а, b, г, s — плечи рычагов, а А — изменение расстояния между точками опирания 2 и 4.
Чаще всего тензометры данного типа выпускаются с тысячекрат ным увеличением, что при базе / = 20 мм дает возможность оцени вать определяемую деформацию до е=10-4. Имеются образцы дан ных тензометров с увеличением и в несколько тысяч раз и базой до 2 мм, используемых при измерениях, например, в зонах концентра ции напряжений.
При необходимости получения усредненных результатов (в слу чае неоднородных материалов — древесины, бетона, каменной клад ки и т. д.) база измерений должна быть увеличена, для чего при меняются специальные удлинители (рис. 74). Крепление тензометра к поверхности исследуемого элемента осуществляется с помощью струбцин и других аналогичных приспособлений.
Рис. 74. Тензометр с удлинителем базы:
1 — испытываемый элемент; 2 — тензометр; 3 —подвижная ножка тензометра, опертая на элемент /; 4 — неподвиж ная ножка тензометра, не касающаяся поверхности эле
мента; 5 — |
стержень удлинителя; 6 —упорная ножка |
удлинителя; |
7 — соединительный винт: 8 — отвеостне в |
стержне удлинителя для струбцины пли другого крепеж ного приспособления; I — база тензометра; L — база тен зометра с удлинителем
На рис. 75 показана схема одного из рычажных тензометров с индикатором. Этот тип более тяжел и громоздок по сравнению с легкими и удобными тензометрами Гугенбергера. В рычажных тен зометрах другой, распространенной у нас системы (Н. Н. Аистова, см. «Испытание сооружений»), индикатор заменен микрометренным винтом, используемым так же, как и в рассмотренных выше клинометрах его системы. Преимуществом этих приборов является их малогабаритность и несколько большая, по сравнению с другими типами, устойчивость на исследуемой конструкции; недостатком —
ПО
