Файл: Аронов Р.И. Испытание сооружений учеб. пособие.pdf

ф

Рис. 104. Устройства для измерения вертикальных коле­ баний:

а —инертная масса, подвешенная к пружине; б — то же, с ры­ чагом; в —* на изогнутых листовых пружинах; I — инертная мас­ са; 2 —цилиндрическая пружина; 3 —листовые пружины; 4 —- рычаг; 5 — стойка; 6 — подставка прибора; 7 —индикатор

Измерение горизонтальных колебаний. На рис. 105, а показан простейший прием измерения горизонтальных колебаний с исполь­ зованием инертной массы в виде металлической или деревянной балки, подвешенной к козлам. Горизонтально ориентированный штифт индикатора или самопишущего прибора должен быть уперт в торец горизонтального маятника.

На рис. 105,6 показано переносное устройство с массой 1, при­ крепленной к стойке 4. Ось вращения маятника, как видно из схе­ мы, наклонена к вертикали под углом і, что понижает частоту ко­ лебаний инертной массы. Поскольку угол і может быть взят сколь угодно малым, то теоретически может быть достигнуто любое сни­ жение частоты. Однако одновременное уменьшение восстанавли­ вающей силы при выходе инертной массы из положения равновесия устанавливает возможный минимум частоты на уровне 0,6—0,7 гц.

На рис. 105,ß показан высокочастотный горизонтальный маят­ ник (для акселерометров) с двумя плоскими пружинами.

При быстрых знакопеременных движениях стрелки индикатора на его цифер­ блате хорошо виден затемненный сектор (рис. 106, а ), позволяющий при устано­ вившемся режиме колебаний определять их размах. Основным условием правиль­ ности измерений является при этом непрерывность сохранения контакта между штифтом индикатора и фиксирующим его положение упором; это будет соблюде­ но, если на всех фазах колебаний сила инерции движущегося штифта не пре­ взойдет прижимающего усилия пружины индикатора. Соответствующие пределы измерений для обычно применяемых приборов с ценой деления шкалы в 0,01 мм подвезены на рис. 106, б.

•)

Рис. 106. К применению индикаторов для измере­ ния колебаний:

а — определение размаха колебаний; б — предельные па-

При неустановившемся режиме отсчеты по индикаторам затруднены. Более четкие показания во всех случаях могут быть получены с помощью самопишущих приборов. В наших условиях наиболее распространенным из них является вибро­ граф системы Гейгера (рис. 107). В этом приборе различно ориентированная (вертикально, горизонтально или наклонно) инертная масса 1, удерживаемая спиральной пружиной, дает возможность записывать колебания, направленные таким же образом. Запись ведется на движущейся бумажной ленте, приводимой в движение часовым механизмом, помещенным внутри корпуса прибора. Меняя податливую пружину на жесткую, можно этот же прибор использовать в качестве акселерометра.

димая в движение часовым механизмом; 7 — передаточные ры­ чажки

Несмотря на тщательно разработанную конструкцию, общие недостатки (ука­ занные выше) механических передач имеют место и в данном случае, ограничи­ вая, например, возможность увеличения записей (практически не более чем в 12 раз), что затрудняет расшифровку колебаний с размахом порядка десятых миллиметра и менее. Лучшие результаты дают вибрографы с безынерционной оптической регистрацией. Однако их применяют редко ввиду бесспорных преиму­ ществ рассмотренных ниже вибропреобразователей дистанционного действия.

2-4. Вибропреобразователи

Электрические вибропреобразователи вырабатывают дистан­ ционно передаваемые сигналы информации о наблюдаемых переме­ щениях (линейных и угловых), их скорости и ускорении.

Различают преобразователи индукционные, индуктивные, ем­ костные, омического сопротивления и т. д.

На рис. 108, а показана наиболее простая схема индукционного измерительного преобразователя, представляющего собой соленоид, в катушке которого при вибрациях магнитного сердечника возни­ кает электродвижущая сила, пропорциональная скорости колеба­ ний. Индукционные преобразователи, применяемые °в многочислен­

но

ных конструктивных вариантах*, просты, надежны и обладают'до­ статочной чувствительностью при использовании сильных магнитов.

В индуктивных преобразователях под действием вибраций ме­ няется индуктивное сопротивление. На рис. 108,6 схематически по­ казан преобразователь данного типа с переменным при вибрациях зазором между якорем и сердечником. Такие преобразователи имеют высокую чувствительность и реагируют на изменения в де­ сятые доли микрона.

•1— якорь

ются тензорезисторы, приме­ няемые, в первую очередь, при измерениях деформаций.

Запись быстропротекающих динамических процессов при приме­ нении преобразователей, передающих электрические сигналы, про-

* На данном принципе действуют также сейсмографы, регистрирующие коле­ бания земной коры.

1G1

изводится с помощью многоканальных светолучевых магнитоэлек­ трических осциллографов. При высокочастотных вибрациях приме­ няют осциллографы с электроннолучевой трубкой.

§ 3. Измерение деформаций. Контроль частот

Измерение деформаций осуществляется с помощью тензорезнсторов, по своей конструкции и способам крепления к исследуемым элементам аналогичных применяемым при статических испытаниях. Приборы же, основанные на механическом принципе действия, и измерительные преобразователи других систем ввиду свойственных им недостатков при исследованиях динамических деформаций ма­ териала строительных конструкции в настоящее время приме­ няются лишь в редких случаях *.

Сигналы, вырабатываемые тензорезнсторамп, записываются па осциллограммах многоканальных осциллографов. В ряде случаев эффективно использование для данной цели эпюрографов, которые дают возможность рассматривать и фиксировать передаваемые на экран осциллографа изображения сигналов от установленных в раз­ личных позициях тензорезисторов. Подробнее данный метод реги­ страции рассмотрен ниже.

Определение частот зарегистрированных вибраций при наличии записанных виброграмм не вызывает при их обработке каких-либо затруднений.

1

J

д

В)

Рис. 109. Многоязычковый частотомер:

корпус прибора; 4 —шкала частот

* В других областях техники, например при исследованиях работы элемен­ тов машин и механизмов, измерительные преобразователи других систем (рас­ сматриваемые в рекомендуемой литературе) находят широкое применение.

162