Устройство для измерения разрушающего усилия

,РЕСПУБЛИК А 9) 8/)и) 601 ИЗ 001 н ЕТЕНИЯ ИСА ИЗОЕТЕ В КОМ АВ но ат ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯРАЗРУШАЮЩЕГО УСИЛИЯ, содержащеесредства крепления и нагружения об раз ца, последовательпьезоэлектрический дщих усилий, усилительтор, о т л и ч а ю щ ечто, с целью расширениизмеряемых нагружающихснабжено управляемой эемкостью, выполненнойвого усилителя, вход кдинен с выходом пьезоэго датчика, а выход - слителя,и переменного квключенного в цепь отробратной связи аналоголя, а ротор переменногокинематически связан сонагружения образца.Ъ соединенные ик нагружаю. регистрае с я тем,диапазона усилий оно ектрическойвиде аналоготорого соеектрическовходом усинденсатора,цательной ого усялитеконденсатора средствомЯ30 50 На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 схема механической части ус=ройства,устройство содержит Механическую часть 1, включающую средствонагруженин образца, выполненное в виде рычага 2 с установленной на одном его плече с воэможностью перемещения кареткой 3, связанной тросом 4 с двигателем 5,. и системы грузов 6, установленных на каретке 3, а также средство крепления образца, выполненное в виде контактного шарика 7, установленного на другом плече рычага 2, и опоры 8. С последней связан пьезоэлектрический датчик 9 на бО Изобретение относится к испыта=тельной технике, а именно к устройствам для измерения разрушающего .усилия, и может быть использованопри механических испытаниях .материалов.5Известно. устройство для измерения разрушающей нагрузки при. испытании образцов материалов, включающее последовательно соединенныедатчики нагрузки, усилитель, изме Орительный и регистрирующийблоки 11.Наиболее близким по техническойсущности .и достигаемому результатук изобретению является устройстводля измерения разрушающего усилия, . 15содержащее средства крепления и нагружения образца, последовательносоединенные пьезоэлектрический датчик нагружающих усилий, усилительи регистратор2 .20Недостатком устройств являетсямалый диапазон измеряемых нагру,жающих усилий, обусловленный тем,что линейный участок зависимостиэлектрического напряжения от нагружающего усилия невелик и, какследствие этого, мала точность из -мерения при больших значениях нагружающих усилий.Цель изобретения - расширениедиапазона измеряемых нагружающихусилий.Указанная цель достигается тем,что устройство для измерения раз -рушающего.усилия, содержащее средства крепления и нагружения образца,последовательно соединенные пьезоэлектрический датчик нагружающихусилий, усилитель и регистратор,снабжено управляемой электрическойемкостью, выполненной в виде аналогового усилителя, вход которого соединен с выходом пьезоэлектрическогодатчика, а выход - с входом усилителя, и переменного конденсатора,включенного в цепь отрицательной 45обратной связи аналогового усилителя; а ротор переменного конденсаторакинематически связан со средствомнагружения образца,гружающих ус илий. С датчиком 9последовательно соединены управляляемая электрическая емкость 10,усилитель 11 и регистратор 12. Управляемая электрическая емкость 10выполнена .в виде аналогового усилителя 13, вход которого соединен свыходом датчика 9, а выход . - с входомусилителя 11, и переменного конденсатора 14. Последний включен в цепьотрицательной обратной связи аналогового усилителя 13. Ротор 15переменного конденсатора 14 связанс тросом 4.Устройство работает следующим образом,Образец 16 устанавливают на опоре 8, Двигатель 5 приводит в движение трос 4 и связанную с ним каретку 3 с грузом 6. При этом контактный шарик 7, расположенный на противоположном конце рычага 2, нагружает образец 16. Прикладываемая припомощи рычага 2 нагрузка передается образцом 16 через опору 8 напьезоэлектрический датчик 9. Багружающее усилие, преобразованноедатчиком 9 в электрическое напряжение, пропорционально нагружающему усилию, поступает на вход управляемой электрической емкости 10, ас выхода последней поступает на входусилителя 11, который повышает напряжение сигнала до величины, необходимой для работы регистратора 12.При перемещении каретки 3 по рычагу 2 ротор 15, связанный с тросом 4,начинает вращаться, что приводит кизменению емкости Со переМенногоконденсатора 14 пропорционально изменению нагружающего усилия. Поскольку переменный конденсатор 14 включен в цепь обратной связи аналогового усилителя 13, эквивалентнаявыходная емкость Срк управляемойэлектрической емкости 10, подключенной к датчику 9, равна где Е - коэффициент усиления аналогового усилителя 13.Ксли бы эквивалентная входная емкость С оставалась постоянной, то в процессе нагружения зависимость выходного напряжения датчика 9 от нагружающего усилия отклонилась от линейной зависимости. Однако эквивалентная входная емкость Свксинхронно увеличивается в процессе нагружения, причем закон ее изменения зависит от типа переменного конденсатора 14 и выбирается линейно зависящим от угла поворота ротора 15, т.е. таким образом, чтобы компенсировать нелинейность зависимости выходного напряжения от на1046651 тически связан со средством нагружения образца, позволяет расширитьдиапазон измерения нагружающих усилий за счет изменения емкости конденсатора синхронизированно с изменением нагружающего усилия. 7 Составитель ММатюшинактор И.Иулла Техред А, Ач Г.Решетни ор 42 Тираж 873НИИПИ Государственного копо делам изобретений и35, Москва, Ж, Раушска 7720/ Ва исное 4/5 лиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектна гружающего усилия. Регистратор 12 "записывает весь процесс нагружения и разрушения образца 16.Введение управляеМой электрической емкости, включающей переменный конденсатор, ротор которого кинема.ПОитета ССткрытийнаб., д