Устройство для измерения усилий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11 081 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕА ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ккеи 1971,6 371222,ЕРЕН измерительизмерения ми. Целью ЖФев 15 В ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Институт проблем прочносАН УССР(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИУСИЛИИ(57) Изобретенной технике и псил тензометри изобретения является повышение точности измерений в условиях высоких температур и упрощение конструкции. Измеряемое усилие передается через последовательно расположенные вдоль силовой оси водоохлаждаемый шток 12, активный захват 14, испытуемый образец 9, пассивный захват 13, силопередающий элемент 5 и полый преобразователь силы 2 с тензорезисторами 3 на полый силовоспринимающий элемент 1, полость которого сообщается с полостью преобразователя силы 2 и с внешней средой. Между преобразователем силы 2 и силопередающим элементом 5 расположена камера 4, охваченная кольцом с отверстиями 7 для подвода и отвода охлаждающей жидкости. Преобразователь силы 2 с тензорезисторами 3 заключен в термозащитный экран 8. 3 ил.1 О 15 20 25 30 35 40 45 Формула изобретения 50 Изобретение относится к устройствам для измерения усилий с помощью тензорезисторов, в частности к устройствам, служащим для повышения точности измерения усилий в условиях высоких температур, и может быть использовано при высокотемпературных испытаниях образцов материалов в герметичных камерах, в вакууме или газовых средах, в том числе с изменяющимся давлением внутри этих камер.Целью изобретения является повышение точности за счет исключения погрешности измерения, которая может возникнуть в связи с разностью давлений в испытательной камере и внутренней полости цилиндра, на котором наклеены тензодатчики.На фиг. 1 изображено устройство для измерения усилий; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема размещения устройства при высокотемпературных испытаниях образцов в герметичной камере. Устройство содержит последовательноразмешенные вдоль его силовой оси жестко связанные между собой силовоспринимаюший элемент 1, преобразователь силы 2 с закрепленными на нем тензорезисторами 3, кольцевую камеру 4 для циркуляции охлаждаюшей жидкости и силопередаюший элемент 5.Устройство выполнено из одной заготовки, причем камера 4 для циркуляции охлаждающей жидкости образована кольцевой выточкой в этой заготовке, охваченной кольцом 6, приваренным к буртикам, окаймляющим выточку. В кольце 6 выполнены отверстия 7 для подачи в камеру 4 и отвода от нее охлаждающей жидкости. Силовоспринимаюгций 1 и силопередаюший 5 элементы имеют на наружной поверхности резьбы для крепления устройства в силовой цепи испытательной машины. Преобразователь силы 2, на котором закреплены тензорезисторы 3, заключен в термозашитный экран 8, выполненный из теплоизоляционного материала, например асбеста,Испытания образца 9 материала производятся в герметичной камере 10, закрепленной при помоши фланца 11 на неподвижной траверсе испытательной машины (не показана). В камеру 10 введен водоохлаждаемый шток 12, жестко связанный с подвижной траверсой испытательной машины. Внутри камеры размещены нагреватель (не показан) для нагрева испытуемого образца 9. Для обеспечения проведения испытаний устройство для измерения усилий своим силопередаюгцим элементом 5 закреплено при помощи резьбы на фланце 1 камеры 10. На силовоспринимаюшем элементе 1 установ. лен при помоши резьбового соединения пассивный захват 13. На водоохлаждаемом што ке 12 закреплен активный захват 4; В захватах 13 и 14 установлен испытуемый образец 9. В отверстия 7 камеры 4 вставлены и припаяны к кольцу 6 тонкостенные латунные трубы 15 для подвода и отвода охлаждающей жидкости.Отверстие 16 во фланце 11 соединяет полости 10 и 17.Устройство работает следующим образом.Измеряемое усилие от силовозбудителя испытательной машины через водоохлаждаемый шток 12, активный захват 14, силопередающий элемент 5, испытуемый образец 9, пассивный захват3 и силовоспринимаюший элемент 1 устройства передается на преобразователь силы 2. При этом стенки преобразователя силы 2, деформируются и тензорезисторы 3, закрепленные на его наружной поверхности, выдают электрический сигнал, величина которого зависит от измеряемой нагрузки.Этот сигнал подается на регистрируюшую аппаратуру (не показан), Охлаждаюшая жидкость поступает в камеру 4 и отводится из нее через трубки 15. Циркуляция охлаждающей жидкости в камере 4 преграждает доступ тепла контактным способам от нагреваемого образца 9 к преобразователю силы 2 и закрепленным на нем тензорезисторам 3. От конвективных потоков тепла тензорезисторы защищены теплозашитным экраном 8,Тарировка устройства производится до начала испытаний на тепловых рабочих режимах при циркуляции охлаждаюшей жидкости в камере 4.Опытные экземпляры устройств изготовлены из стали 40 Х и проведены испытания образцов различных материалов при изменении нагрузок в диапазоне 0,3 - 20 КН в интервале температур от 290 в 22 К в условиях вакуума и инертной среды.Стабильность работы преобразователя силы контролировалась по стабильности ну. левых отметок регистрирующих приборов, связанных с тензорезисторами устройства, в течение всего цикла испытаний. Устройство для измерения усилий, содержащее жестко связанные между собой силовоспринимаюший элемент, полый преобразователь силы с закрепленными на нем тензорезисторами, камеру для циркуляции охлаждаюшей жидкости и силопередаюший элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений в условиях высоких температур и упрощения конструкции, все элементы устройства размещены последовательно вдоль силовой оси, камера выполнена в виде полого кольца с отверстия150810 Гг Состав Техред Тираж Редактор Н. Г Заказ 5532/45 ИИПИ Госуда ственного комитета по 13035, Моск в а, Ж - 3 о-издательский комбина ням искаят,г.Ч Производствен ми для подвода и отвода охлаждающей жидкости и расположена между преобразователем силы и силопередающим элементом, а силовоспринимающий элемент выполнен полым, причем его полость ссюбщена с внешней средой и с полостью преобразователя силы, который охвачен термозащитным экраном. итель В. ИгнатИ. Верее89зобретеРаушсПатен коКорректор Т. ПалийПодписноеткрытиям при ГКНТ СССРаб., д. 4/5ж город, ул. Гагарина, 10