Устройство для измерения внутреннего трения твердых тел

СО 1 ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 Н 11/16 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пряжение на котором поддерживаетсяпостоянным за счет изменения электродвижущей силы источника 11, из-заизменения емкости между электродами9, 10 и образцом 6 на резисторе 15падает постоянное напряжение. Когдасигнал на выходе усилителя 12 равеннулю, выходное напряжение первогокомпаратора 17 меняет знак и первыйформирователь 18 импульсов вырабаты"вает импульсы, интервал времени междукоторыми равен периоду колебаний образца 6. Эти импульсы управляют работой формирователя 19 пилообразногонапряжения, с выхода которого напряжение поступает на вход второго компаратора 20 и на вход пикового детектора 21. Второй формирователь 23 импульсов вырабатывает импульсы, запускающие аналого-цифровой преобразова- Свтель 13, с выхода которого измеренныезначения выходного сигнала усилителя12 поступают в память вычислительногоблока 14, где происходит определениевеличины внутреннего трения. 1 ил. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) А. В, Мозурас, В. В. Волков, Р.Ю.Ю. Гульбинас и Э.С.Б. Славицкас (53) 620,158(088.8)(56) Криштал А. М., Головин С. А. Внутреннее трение и структура металлов. М.: Металлургия, 1976, с. 375.Авторское свидетельство СССР У 1054742, кл. С 01 И 11/16, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Повьппение точности измерения внутреннего трения. твердых тел реализуется за счет того, что испытуемый образец 6 совершает затухание колебания на двух пленочных электродах 9, 10, один иэ которых заземлен, а другой соединен с источником напряжения 11. Электроды 9, 10 и образец 6 образуют конденсатор, на 137679 А 1Изобретение относится к измеритель" ной технике и может быть использовано для исследования физико-механических свойств материалов по измеренным параметрам свободно затухающих колебаний,Целью изобретения является повышение точности измерения внутреннего трения за счет увеличения информатив ного сигнала.На чертеже представлена схема устройства. Устройство для измерения внутреннего трения содержит направляющие 1,на которых в одной плоскости установлены с возможностью перемещения вдольнаправляющих 1 две плоские прямоугольные пластины 2 и 3 из диэлектрического материала, на которых закреппеныстеклянные нити 4 и 5, на которыеопирается исследуемый образец 6 всвоих узловых линиях, нанесены двавнутренних пленочных электрода 7 и 8 25для электростатического возбужденияпоперечных колебаний образца 6 и двакрайних пленочных электрода 9 и 10для измерения максимальной скоростипередвижения части образца 6, находящейся в области последних электродов. Один из крайних электродов 1 Осоединен с источником 11 напряжений,.а другой в . эаземлен. Источник 11 напряжений, усилитель, аналого-цифровой 35преобразователь 13, вычислительныйблок 14 соединены последовательно.Параллельно входу усилителя 12 включен резистор 15, а выход. усилителя12 через блок 16 компенсации напряжения соединен с управляющим входомисточника 11 напряжения, Выход усилителя 12 также соединен с первым ,входом первого компаратора 17, второйвход которого заземлен. Выход первого компаратора 17 соединен с входомпервого формирователя 18 импульсов,выход последнего подключен к управляющему входу формирователя 19 пилообразного напряжения, выход которогосоединен с первым входом второгокомпаратора 20 и с входом пиковогодетектора 21, который через делитель22 напряжения соединен с вторым входом второго компаратора 20. Выходпоследнего через вторОй формирователь23 импульсов соединен с управляющимвходом аналого-цифрового преобразователя 13,Устройство работает следующим образом.Для возбуждения колебаний в образце 6 на электроды 7 и 8 появляется переменное напряжение и электростатическим путем возбуждаются поперечные колебания образца 6 на частотемеханического резонанса, соответствующей 1-й форме колебаний,Измерение внутреннего трения проводится после отключения возбуждения,когда образец 6 совершает свободнозатухающие колебания.На один из крайних электродов 10с источника 1 напряжения подаетсяпостоянное напряжение. Поддержаниепостоянного напряжения О на конденсаторе, содержащем два крайних электрода 9 и 10 и образец 6, необходимо,так как это обеспечивает пропорциональность выходного сигнала Бскорости передвижения части образца,находящейся в области электрода 10,через положение равновесия,Для поддержания постоянного напряжения Б электродвижущая сила Еисточника 11 напряжения изменяетсьпо следующему закону;где 11 - постоянное напряжение; В - сопротивление резистора 15,ток в цепи земля - электрод 9 - образец 6 - электрод 1 О - источник 11 напряжения - резистор 15 - земля. Это осуществляется с помощью блока 16 компенсации напряжения, который управляется входным сигналом усилителя 12,Из-за изменения электрической емкости между электродами 9 и 10 и образцом 6 на резисторе 15 падает переменное напряжение, которое усиливается усилителем 12. В моменты времени, когда . сигнал на выходе усилителя 12 равен "0", т,е. в моменты ЮФ = - + 27 и Я 1 =-1 + 2 Т32(Я - циклическая частота колебаний образца 6, п - целое положительное число), выходное напряжение первого компаратора 17 меняет свой знак.Первый формирователь 18 импульсов вырабатывает импульсы в моменты времени а 1 = - + 2 й, интервал времени1377679 определяется величина внутреннеготрения Я Формула изобретения пы 1Я =и 1 п11 вью.1Составитель К. ТавлиновТехред А,Кравчук Корректор В. Гирняк Редактор Л. Повхан Заказ 862/37 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. 11 рсектная, 4между которыми равен периоду колебаний Т образца 6,Указанные импульсы управляют работой формирователя 19 пилообразногонапряжения, Между двумя последовательными импульсами с выхода первогоформирователя 18 импульсов выходноенапряжение формирователя 19 пилообраз.ного напряжения периодически линейно 10возрастает до максимального значенияпропорционального периоду колебаний Т образца б. Пилообразное напряжения с выхода формирователя 19 пилообразного напряжений поступает на 15первый вход второго компаратора 20 ина вход пикового детектора 21, навыходе которого появляется напряжениеЦт, которое, разделенное с помощьюделителя 22 напряжения на четыре, поступает на второй вход второго компаратора 20. В моменты времени и т, =и-- + 2 Ти я = и + 2 и л выходноенапряжение второго компаратора 20 ме иняет знак. В моменты времени ю 1 = - Ф2+ 27 второй формирователь 23 импульсов вырабатывает импульсы, которые в эти моменты запускают аналогоцифровой преобразователь 13. Последний измеряет мгновенное значениевыходного сигнала усилителя 12,пропорциональное скорости передвижения части образца б, находящейся вобласти крайних электродов 9 и 10,через положение равновесия. Измеренные значения 11 ы, с выхода аналогоцифрового преобразователя 13 поступают в оперативную память вычислительного блока 14. В вычислительном блоке.14 по двум соседним значениям 11 ,;и 11 пьа,1 по Формуле Устройство для измерения внутреннего трения твердых тел, содержащеедве направляющие, на которых установлено с воэможностью перемещения основание в виде двух плоских прямоугольных пластин из диэлектрическогоматериала, на каждой из которых расположены по два пленочных электродаи одной стеклянной нити, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповьппения точности измерения, оно дополнительно снабжено пиковым детектором, делителем напряжения, блокомкомпенсации напряжения, последовательно соединенными источником напряжения, усилителем, параллельно входукоторого включен резистор, аналогоцифровым преобразователем и вычислительным блоком, последовательно соединенными первым компаратором, одинвход которого заземлен, а второй входсоединен с выходом усилителя, первымформирователем импульсов, формирователем пилообразного напряжения, вторым компаратором и вторым формирователем импульсов, выход которого подключен к управляющему входу аналогоцифрового преобразователя вход пикового детектора подключен к выходу формирователя пилообразного напряжения,выход пикового детектора через делитель напряжения подключен к второмувходу второго компаратора, вход блока компенсации напряжения соединен свыходом усилителя, выход блока ком- ,пенсации напряжения соединен с управляющим входом источника напряжения, соединенного с одним из крайнихэлектродов, второй крайний электродзаземлен,