Устройство для определения внутренних напряжений в материалах

,13 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(56) Авторское свидетельство СССР У 274455, кл. 6 01 В 7/18, 1968,Авторское свидетельство СССР У 1035413, кл. С 01 В 7/24, 1981. .(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В МАТЕРИАЛАХ(57) Изобретение предназначено для определения внутренних напряжений и используется в закладных датчиках для определения внутренних напряжений в глубине твердеющих материалов, например бетонов. Целью изобретения является повышение точности измерений, что достигается путем уменьшения влияния давления материала на чувствительный элемент в направлении, перпендикулярном направлению измере-. ний, Устройство содержит чувствитель ный элемент, заключенный в корпус, состоящий из внутреннего слоя с модулем упругости Е и внешнего слоя, армированного стальными кольцами, сПмодулем упругости Е в направлении, перпендикулярном направлению измерений, большим модуля упругости Е в направлении измерения, и модуля упругости материала Е. Чувствительный элемент деформируется в направлении измерения вместе с материалом, что приводит к изменению его сопротивления, по которому судят о величине деформации материала. При ;этом давление на чувствительный элемент в направлении, перпендикулярном направлению измерения, и, следовательно, погрешность измерения из-за влияния давления материала, уменьшены. В то же время чувствительность устройства в направлении измерения не снижается. 2 ил..к ) 11 ."- т)1 )- к (1-1, " -(3) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в закладных датчиках для опре деления внутренних напряжений в глубине твердеющих материалов, в частности бетонов.Цель изобретения - повьппение точности измерений путем уменьшения влияния давления материала на чувствительный элемент в направлении,перпендикулярном направлению измерений.На фиг, 1 показано устройство для определения внутренних напряжений в материалах, общий вид; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1.Устройство для определения внутренних напряжений в материалах содержит корпус 1 и заключенный в нем чувствительный элемент 2. Корпус состоит из внутреннего 3 и внешнего 4 .слоев, модули упругости которых выбирают из соотношений Внешний слой 4 выполнен из эпоксидной смолы, армированной стальными кольцами; коэффициент армирования К=0,7. Модуль упругости внешнего слоя 4 в направлении, перпендикулярном направлению измерений, Е =1 4 10 МПа, а в направлении9 Физмерений Е =1,1 10 МПа; коэффициент Пуассона 1 =0,3.Устройство работает следующим образом.При помещении датчика в глубину материала, например бетона (модуль упругости 1,1 10 МПа), возникающие в материале деформации в направлении измерения вызывают деформирование корпуса 1 вместе с чувствительным элементом 2, что приводит к изменению сопротивления чувствительного элемента 2 и, следовательно, величины электрического сигнала, покоторой судят о величине деформации материала.иПри этом, так как Е Е, давле ние на чувствительный элемент 2 в наттравлении, перпендикулярном направлению измерений, и, следователь" но, ттотрешность измерений из-за- модуль упругости исследуемого материала;- модуль упругости внутреннего слоя;- модуль упругости внешнегослоя .:в направлении, пер;пендикулярном направлению . измерений;модуль упругости внешнего слоя в направлении измерений; - площади сечений соответственно внутреннего и внешнего слоев;- соответственно коэффициен"ты Пуассона исследуемогоматериала, внутреннегослоя и внешнего слоя в направлении, перпендикулярном направлению измерений;2 ОК: - отношение диаметров внут) г2 е него Р реннего Э и вн шслоев.Внутренний слой 3 выполнен из25 карбонильно-цементной смеси, модульупругости которой Е,=7 10 МПа,экоэффициент Пуассона=0,15. влияния давления уменьшены, причем во столько раз, во сколько левая часть соотношения (3) меньше единицы. В то же время чувствительность 35датчика в направлении измерения не снижена, так как выполняется соотношение (2)Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность изме-,рений напряжений за счет уменьшенияпогрешности из-за влияния давленияматериала в направлении, перпендикулярном направлению измерений, чтоявляется существенным при измерениивнутренних напряжений в глубинематериалов. Формула изобретения Устройство для определения внутренних напряжений в материалах, содержащее корпус и чувствительный элемент, размещенный в корпусе, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерений, корпус выполнен двухслойным, а моду"224565 д д,Е фЕБ+Е +н где Е,Би Б Е м 4 1 Е 15- отношение диаметров внутреннего Р, и внешнего Р слоев./36 Тираж 670 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушЗака Подписноемитета СССРоткрытийская наб., д 4/5 ственно -полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная ли упругости слоев выбирают из соотношений Е"Е2 М- модуль упругости исследуемого материала;- модуль упругости внутреннего слоя;- модуль упругости внешнегослоя в направлении, перпендикулярном направлениюизмерений; Ед - модуль упругости внешнего слоя в направлении измерения; площади сечений соответст-,венно внутреннего и внешнего слоев;соответственно коэФфициентыПуассона исследуемого материала, внутреннего слоя ивнешнего слоя в направлении,перпендикулярном направле-нию измерений;