Способ определения линейных перемещений

(51) 5 0 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О С ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ АВТОР х. е ро- цом зного иннизации гэнергоиспыта- прочно 23 - 124,поек со- )ну го (Л изкая точ- емператуизмеритель ению линей щественно в конструкци ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Куйбышевский филиал Всесоюститута по проектированию оргэнергетического строительства "Острой"(56) Серьезнов А.Н, Измерение прниях авиационных конструкций нсть. М.: Машиностроение, 1976, с,Авторское свидетельство СССМ 781533, кл. О 01 В 5/14, 1979,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХПЕРЕМЕЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерениям линейных перемещений преимущественно в Изобретение относится к ной технике, а именно к изме ных перемещений, преиму длинномерных строительных соб измерения расстояния верхностями, заключаюмерн ы й и ро вод с известрным коэффициентом рения. закрепляют на перпровешивают с опредеием и по перемещению рного провода относительности с помощью отсчет- ения, например датчика, ряемую величину. Известен спомежду двумя пощийся В том, чтоным температулинейного расшивой поверхностиленным натяжендругого конца мено.второй поверхного приспособлопределяют изме длинномерных строительных конструкци Целью изобретения является повыше точности и чувствительности температу независимых измерений, На электроп водный стержень, связанный одним кон с перемещающимся контролируемым о ектом, подают электрический ток, велич которого изменяют так, чтобы положе другого конца стержня относительно неп вижного объекта оставалось неизменны измеряют исходную длину стержня, а та его электрическое сопротивление до и сле перемещения контролируемого объ та, По измеренным величинам с уче известных температурных коэффициен линейного расширения и электрического противления стержня определяют велич линейного перемещения контролируем объекта относительно неподвижного объ та,1 ил,Недостаток этого способа - нность измерения из-за влияния тры окружающей среды.Наиболее близким к изобретению является способ измерения линейных перемещений, заключающийся в том, что на контролируемом объекте закрепляют один конец стержня с известным темпера-, турным коэффициентом линейного расширения и с помощью отсчетного устройства фиксируют положение второго конца стержня относительно неподвижного объекта до и после перемещения контролируемого объекта.В данном способе предусматриваются меры для компенсации влияния температуры на результат измерения, Для этого па 173391910 50 д - (В 2 - 1) а й 1 раллельно первому закрепляют второй стержень с другим коэффициентом линейного расширения, а отсчетное устройство связывают с обоими стержнями посредством рычага, у которого расстояния от точки его соприкосновения с отсчетным устройством до точек шарнирного соединения со стержнями пропорциональны коэффициентам линейного расширения соответствующего провода.Однако известный способ характеризуется низкой точностью измерения из-за наличия таких методических погрешностей, как погрешности чувствительности и нелинейности отсчетного устройства, погрешность из-за гистерезиса, вызванного люфтом и трением в шарнирных соединениях, а также сложностью измерительного устройства,Цель изобретения - повышение точности и чувствительности температурно-независимых измерений.Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения линейных перемещений, заключающемуся в том, что на контролируемом объекте закрепляют один конец стержня с известным температурным коэффициентом линейного расширения и с помощью отсчетного устройства фиксируют положение второго конца стержня относительно неподвижного объекта до и после перемещения контролируемого объекта, стержень выполняют электропроводным и предварительно определяют его температурный коэффициент электрического сопротивления, после закрепления на контролируемом объекте на стержень подают электрический ток и при этом измеряют его электрическое сопротивление и длину, а после перемещения контролируемого объекта измеряют длину стержня изменением величины тока до восстановления исходных показаний отсчетного устройства и вновь измеряют его электрическое сопротивление, по измеренным значениям сопротивления и длины стержня с учетом известных температурных коэффициентов линейного расширения и электрического сопротивления определяют величину перемещения контролируемого объекта,На чертеже показана схема осуществления способа определения линейных перемещений верхнего конца колонн виброизолированного фундамента турбоагрегата крупной ТЭС вследствие монтажа оборудования.На схеме обозначено: 1 - электропроводный стержень; 2 - исследуемая колонна;3 - нижняя плита фундамента; 4 - верхняя 15 20 25 30 35 40 45 плита фундамента; 5 - источник тока; б - регулятор тока; 7 - амперметр; 8 - вольтметр; 9 - отсчетное устройство,Способ осуществляют следующим образом,Электроп роводн ый стержень 1 с известными заранее определенными температурными коэффициентами Р линейного расширения и а электрического сопротивления закрепляют в точке М на уровне конца А колонны 2 (контролируемого объекта), установленной на нижнюю плиту 3 фундамента (неподвижный объект) и нагруженной верхней плитой 4 фундамента, К концам электропроводного стержня 1 подключают источник 5 тока через последовательно включенные регулятор б тока и амперметр 7. С помощью регулятора б устанавливают величину тока, обеспечивающего нагрев электропроводного стержня 1 до некоторой температуры Т 1, при которой линейное расширение его заведомо превышает ожидаемое значение деформации колонны 2. Затем с помощью отчетного устройства 9 фиксируют положение точки М стержня относительно плиты 3 и измеряют с помощью амперметра 7 и вольтметра 8 электрическое сопротивление В отрезка МИ электропроводного стержня 1, а также его длину 11 (положение "а"),После монтажа оборудования вследствие сжатия колонны (положение "б") точка й электропроводного стержня 1 сместится вниз на величину д, а отсчетное устройство 9 покажет рассогласование и характер деформации колонн (сжатие), Изменяя с помощью регулятора 6 тока нагрев электропроводного стержня 1, добиваются изменения длины (укорочения) отрезка МК до восстановления исходного показания отсчетного устройства 9 (положение "в"). Измеряют электрическое сопротивление Кг отрезка МК электропроводного стержня, соответствующее новой температуре Тг стержня. Искомую величину перемещения д конца А колонны вследствие ее деформирования определяют, используя соотношение: Как следует из расчетного соотношения, результатизмерения не зависитотзначения температуры окружающей среды. На результат измерения не влияет также неравномерность нагрева электропроводногоЗаказ 1662 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент",.г. Ужгород, ул.Гагарина,стержня и нестационарность условий теплообмена, так как электрическое сопротивление стержня является интегральной оценкой температуры по всей длине на момент измерения, 5В данном способе реализуется компенсационный метод измерения (метод уравновешивания), характеризующийся простотой и минимальными методическими погрешностями. 10Способ позволяет определять линейные перемещения, составляющие единицы микрометров при реальной длине деформируемых конструкций в несколько десятков метров, 15Формула изобретенияСпособ определения линейных перемещений, заключающийся в том, что на контролируемом объекте закрепляют один конец стержня с известным температурным 20 коэффициентом линейного расширения и с помощью отсчетного устройства фиксируют положение второго конца стержня относительно неподвижного объекта до и после перемещения контролируемого объекта, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительности температурно-независимых измерений, стержень выполняют электропроводным и предварительно определяют его температурный коэффициент электрического сопротивления, после закрепления на контролируемом объекте на стержень подают электрический ток и при этом измеряют его электрическое сопротивление и длину, а после перемещения контролируемого объекта изменяют длину стержня изменением величины тока до восстановления исходных показаний отсчетного устройства и вновь измеряют его электрическое сопротивление, по измеренным значениям сопротивления и длины стержня с учетом известных температурных коэффициентов линейного расширения и электрического сопротивления определяют величину перемещения контролируемого объекта.