Установка для автоматической регистрации внутреннего трения в материалах

(19) (11) 4 А зс 39 6 1 И 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт проблем материаловедения АН Украинской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР819626, кл. 6 О 1 Я 3/32, 1979.2. Постников В, С. и др. Высокотемпературная установка для непрерывной регистрации внутреннего трения и модуля упругости. - Заводская лаборатория, 1971,10, с. 1255 - 1257 (прототип).(54) (57) УСТАНОВКА ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГИСТРАЦИИ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ В МАТЕРИАЛАХ, содержащая крутильный маятник с электромагнитным вибровозбудителем, датчик угла поворота инерционного тела крутильного маятника, включенный в автоколебательную систему возбуждения, и прибор для регистрации мощности возбуждения, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности за счет компенсации закручивания образца при повышенной температуре, она снабжена поворотной относительно оси колебаний платформой, на которой установлены электромагнитный вибровозбудитель и датчик угла поворота, и последовательно соединенными усилителем постоянного тока, подключенным к датчику угла поворота, интегрирующим усилителем, усилителем мощности и электроприводом, соединенным с пово- щ ротной платформой.Изобретение относится к механическим испытаниям материалов, а именно к устройствам для автоматической регистрации внутреннего трения в материалах.Известно устройство для регистрации внутреннего трения в материалах, содержащее крутильный маятник с электромагнитным вибровозбудителем, датчик угла поворота инерционного тела крутильного маятника, подключенный к блоку обработки информации 1.Недостатком устройства является высокая трудоемкость испытаний из-за работы устройства в неавтоматическом режиме.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является установка для автоматической регистрации внутреннего трения в материалах, содержащая крутильный маятник с электромагнитным вибровозбудителем, датчик угла поворота инерционного тела крутильного маятника, включенный в автоколебательную систему возбуждения, и прибор для регистрации мощности возбуждения 2.Однако известная установка обладает недостаточной точностью измерения внутреннего трения при повышенной температуре из-за закручивания образца при релексации остаточных напряжений, в результате которого происходит контролируемое измерение среднего расстояния между инерционным телом крутильного маятника и электромагнитным вибровозбудителем, что приводит к неконтролируемому изменению затрачиваемой на возбуждение колебаний мощности.Целью изобретения является повышение точности за счет компенсации закручивания образца при повышенной температуре,Поставленная цель достигается тем, что установка для автоматической регистрации внутреннего трения в материалах, содержащая крутильный маятник с электромагнитным вибровозбудителем, датчик угла поворота инерционного тела крутильного маятника, включенный в автоколебательную систему возбуждения, и прибор для регистраци и мощ ности возбуждения, снабжена поворотной относительно оси колебаний платформой, на которой установлены электромагнитный вибровозбудитель и датчик угла поворота, и последовательно соединенными усилителем постоянного тока, подключенным к датчику угла поворота, интегрирующим усилителем, усилителем мощности и электроприводом, соединенным с поворотной платформой.Размещение электромагнитного вибровозбудителя и датчика угла поворота на поворотной платформе, приводимой в движение электроприводом, подключенным к схеме а втом атич еского поддержания постоянства зазора между электромагнитным вибровозбудителем и инерционным телом 5 10 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 крутильного маятника, приводит к повышению точности измерений за счет компенсации угла закручивания образца при повышенной температуре.На фиг. 1 представлена функциональная схема установки; на фиг. 2 - крутильный маятник.Установка содержит датчик 1 угла поворота и электромагнитный вибровозбудитель 2 в виде пары электромагнитов, включенным в автоколебательную систему возбуждения, в состав которой входят также усилитель 3, вход которого соединен с датчиком 1 угла поворота, ограничитель 4 амплитуды, вход которого соединен с выходом усилителя 3 и одним из входов устройства 5 сравнения, второй вход которого соединен с выходом источника 6 опорного напряжения, управляемый аттенюатор 7, сигнальный вход которого соединен с выходом ограничителя 4, управляющий вход с выходом устройства 5 сравнения, а его выход соединен с входом усилителя 8 мощности. Выход усилителя 8 мощности соединен с входом квадратора 9 и электромагнитным вибровозбудителем 2, выход квадратора 9 соединен с прибором 10 для регистрации мощности возбуждения, выход датчика 1 угла поворота также соединен с входом усилителя 11 постоянного тока, выход которого сое динен с входом интегрирующего усилителя 12, выход которого через второй усилитель 13 мощности соединен с входом электропривода 14, вал которого механически соединен с поворотной платформой 15, которая установлена на станине 16 колебательной системы крутильного маятника и на которой закрепляются датчик 1 угла поворота и электромагнитный вибровозбудитель 2.Колебательная система крутильного маятника состоит из инерционной детали стержня 17 с грузами 18, подвижного 19 и неподвижного 20 зажимов, в которых закреплен исследуемый образец 21.Образец помещается в печь 22. Собственный вес крутильного маятника, подвешенного на тонкой нити 23 через блоки 24, уравновешивается грузом 25, Паразитные изгибные колебания образца устраняются демпфером 26.Установка работает следующим образом.Напряжение на выходе датчика 1 угла поворота пропорционально отклонению крутильного маятника от нулевого положения. Это напряжение, усиленное усилителем 3, поступает на ограничитель 4 и на устройство 5, где сравнивается с опорным напряжением, поступающим с источника 6. Напряжение рассогласования с выхода устройства 5 сравнения управляет работой аттенюатора 7. Сигнал с ограничителя 4 через управляемый аттенюатор 7 поступает на электромагнитный вибровозбудитель 2 и квадратор 9, к выходу которого подклю1104384 гч тавитель В. Пасед И. Вересж 823ственного комбретений и о- 35, Раушскаг. Ужгород,Сос Р Техр Тира ИИПИ Государ но делам из 5, Москва, Ж ППП ПатенттушинКорректор С. ЧерниПодписноеитета СССРткрытии едактор Анд. ШанЗаказ 5010/29В я наб., д. 4/5ул Проектная 1130илиал чен прибор 10 для регистрации мощности возбуждения, пропорциональной уровню внутреннего трения в образце. Поскольку в системе возбуждения действует положительная обратная связь, крутильный маятник колеблется с собственной частотой. При изменении амплитуды колебаний крутильного маятника амплитуды сигнала на выходе усилителя 3 меньше или больше опорного напряжения, на выходе сравнивающего устройства 5 появляется сигнал рассогласования, что приводит к изменению коэффициента передачи управляемого аттенюатора 7 и соответственно увеличению или уменьшению амплитуды колебаний напряжения, подаваемого с выхода усилителя мощности 8 на электромагнитный вибровозбудитель 2, в результате чего амплитуда колебаний образца поддерживается постоянной.При смещении нулевого положения крутильного маятника за счет закручивания образца 21 симметричность выходного сигнала датчика 1 угла поворота нарушается. В нем появляется постоянное напряжение смещения. Выходной сигнал датчика угла поворота через усилитель 11 постоянного тока поступает на вход интегрирующего усилителя 12.5 Напряжение смещения, выделенное интегрирующим усилителем 12 через второй усилитель 13 мощности, поступпе 1 па электропривод 14, который перс :е : е поворотную платформу 15 с закре,.цппыми на ней датчиком 1 угла поворота и электромагнитным вибровозбудителем 2, отслеживая смещение нулевого положения крутильного маятника до тех пор, пока выходной сигнал датчика 1 угла поворота вновь пе станет симметричным относительно нулевого уров ня. Внедрение изобретения приводит к повышению точности измерения внутреннего трения за счет устранения погрешности, возникающей при изменении среднего расстояния между крутильным маятником и электромагнитным вибровозбудителем прп самопроизвольной закрутке образца в процессе измерения.