Нагрузочное устройство к приборам для испытания грунтов

/2 Г 50 4 ГОСУДАРСТНЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Д ВТОРСКОМУ(71) Производствдовательский инсизысканиям в стрСССР на яжения цепь и змыкается. Ст беспечивается апряжения с п мещений. 2 ил тания нагревател билизация нагруз коррекцией опорн мощью датчика 10 и юл. В 33нный и научно-исслитут по инженернымительстве Госстроя го пе(54) НАГРУЗОЧНОЕРАК ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОЙСТВО К ПРИБОНТОВ(57) Изобретение от строительства, в ча дованиям Физико-мех дисперсных грунтов, ния - повышение точ Устройство содержит осится к области ности к иссл нических своист ь изоб 2 .и испытанийпус 1, в ко тором закреплен резервуар 2 с сильФоном 3, заполненным жидкостью. Наповерхности резервуара установленнагреватель 5 ленточного типа, авнутри помещен датчик 6 давления реохордного типа, подключенный к инвертирующему входу компаратора. К неинвертирующему входу компаратора подключены делитель опорного напряжения,составленный из резисторов, и датчик10 перемещний, установленный междуоснованиями сильфона 3. При включении устройства начинается нагрев жид"кости в резервуаре 2 и вытеснение еев сильФон 3, По мере растяжения сильФона 3 и перемещения связанного сним штока 4 напряжение на инвертирующем входе компаратора уменьшается,и при достижении значения опорного ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИзобретение относится к строительству, в частности к исследованиям физико-механических свойств грунтовФи является усовершенствованием изобретения по авт.св. 9 1345095,Цель изобретения - повышение точности испытаний,На фиг, 1 дано предлагаемое устройство,общий вид на фиг, 2 - электрическая схема устройства,Устройство содержит корпус 1, вкотором закреплен резервуар 2 с сильфоном 3, заполненные жидкостью, Сильфон 3 связан со штампом (не показан) 15посредством штока 4. На поверхностирезервуара 2 установлен нагреватель5 (ленточного типа), а внутрь резервуара помещен датчик 6 давления (реохордного типа), В качестве схемысравнения использован компаратор 7,к инвертирующему входу которого подключен датчик 6 (клеммы а-а), Делитель опорного напряжения, составленный из резисторов 8 и 9, подключен 25к неинвертирующему входу компаратора. В ту же цепь включен датчик 10перемещения (клеммы б-б -б") и подстроечный резистор 11. Датчик перемещения установлен между основаниямисильфона. Выход компаратора 7 соединен с ключом 12, содержащим, например, реле с нормально замкнутыми контактами. В цепь источника 13 питания последовательно с ключом 12 включен на 5греватель 5 (клеммы в-в), Между резервуаром 2 и корпусом 1 помещен теплоиэолятор 14.Устройство работает следующим образом. 40При включении устройства начинается нагрев и расширение жидкостив резервуаре 2. Избыток жидкости, вытесняемый в сильфон 3, вызывает егорастяжение и перемещение штока 4, свя"занного со штампом, Нагрев жидкостиобеспечивается нагревателем 5.По мере повышения давления жидкости сопротивление датчика 6 и напряжение наинвертирующем входе компаратора 750уменьшаются, Когда это напряжениесравняется с опорным, на выходе компаратора появляется положительныйпотенциал, а контакты ключа 12 размыкают цепь питания нагревателя 5.Опорное напряжение на неинвертирую 55щем входе компаратора определяетсяноминалом К 1 резистора 8 и положением движка переменного резистора 9,полное сопротивление которого К 2,Каждому положению движка резистора 9должно соответствовать определенноезначение нагрузки, прилагаемой к грунту. Схема (фиг,2) обеспечивает стабилизацию нагрузки Путем включения нагревателя 5 при падении давления врезервуаре. Усилие по преодолениюштампом сопротивления грунта сжатиюс учетом противодействия сил упругости сильфонаГ=РБ-СЬ 1,где Р - давление жидкости в резервуаре 1Б - эффективная площадь основания сильфона;С - жесткость сильфонаЬ 1 - приращение его длины прирастяженииПри небольших растяжениях силь- фона, когда д 1 мало, усилие Г, передаваемое на штамп, определяется из соотношения Г Ф РЯ. В этом случае каждому фиксированному значению опороного напряжения Ц соответствуетолопределенное значение Г. При испыта ниях слабых грунтов, дающих большую осадку при малых нагрузках, влияние сил упругости СЬ 1 сильфона становится соизмеримым с произведением РБ из-за увеличения Ь 1. Тогда требуетсяокоррекцияЬП ов процессе опыта (в зависимости от осадки грунта в каждый момент времени). Поскольку силы упругости пропорциональны д 1, то и корректирующее напряжение должно из-. меняться по линейному закону. Напряжение коррекции снимается с движка реохордного датчика 10 перемещения,. полное сопротивление которого КЗ. Часть КЗ составляет переменное сопро" тивление К 3 между движком и общим проводом. Сопротивление подстроечного резистора 11 равно К 4, Если КЗ+ +К 4 (сК 1+К 2, то напряжение коррекцииК 5КЗ+К 4 " фгде Е " отрицательное напряжениепитания, поступающее на резистор 11 (К 4).Результирующее автокомпенсированное опорное напряжение Б, подаваемое на неинвертирующий вход компаратора, определяется иэ соотношения о К 5Под= ю К 3+;4 "кРедактор И, Шулла ктор 1 В Бутя аз 4424 847омитета СССРоткрытийая наб., д, 4 одписн еское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Производственно-поли При верхнем положении (фиг.2) движка реохордного датчика 10, когда клемма б подключена к общем: проводу по известному устройству, значениеФР0 = --- Е где к 2 - сопротивфо Р 1+12 кьление части резистора 9 между движком и общим проводом; Е к - положительное напряжение питания, При ступенчатом нагружении Бявляется фиксированной величиной для каждой определенной ступени нагрузки,Изобретение позволяет повысить точность приложения нагрузки и расширить область применения устройства на слабые грунты за счет устранения Тир ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 3035, Москва, Ж, Рауш14погрешностей,.возникающих из-за уменьшения фактической нагрузки на величину противодействия сил упругости силь- фона. формула изобретения Нагрузочное устройство к приборам для испытания грунтов по авт.св. У 1345095, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности испытаний, нагружающее приспособление снабжено датчиком перемещений, установленным между основаниями силь- фона и включенным в цепь неинвертирующего входа компаратора.