Библиотека iдилатометр

О П И С А Н И Е 287365ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 06.1,1969 ( 1321956/18-10с присоединением заявкиКл, 421, 12/О К 6 01 п 25/16К 620,181.428.4 (088,8 оритет Комитет по деламиаобретеииб и открытипри Совете МинистровСССР публиковано 19,Х 1.1970, Бюллетень35ата опубликования описания 5.П.1971 3 Н 8 д- х. . БИБЛИОТЕКА, А, Карцев и Ю. В. Скачко В. П, Коротко Московский институт электронного машинострое я,вител ЛАТОМЕТР ния и вь частот к генератор На фиг. 1 приведена принципиальная схема датчика описываемого дилатометра; на фиг. 2 - конструкция датчика; на фиг. 3 - блок-схема измерительной части дилатометра.Принцип действия дилатометра основан на зависимости изменения частоты собственных колебаний тонкой струны вследствие изменения ее деформации,Датчик дилатометра (см. фиг. 1) содержит корпус 1, на котором натянуты две тонкие струны 2 и 3. Удлинение испытываемого образца 4, коэффициент линейного расширения которого необходимо определить, равно удлинению струны 3 и сокращению на ту же величину струны 2.При нагревании датчика дилатометра вследствие неодинаковости расширения элементов корпуса, струн и образца изменяется упругая деформация, а следовательно, и частота собственных колебаний струн. Так как струны имеют пре формацию бо, выбираемую т ялись словия б/у,бс и б су, - упругие деформации аемые при нагревании датарительную де, чтобы выполбс где И струн, приобрека, то выраже Настоящее изобретение относится к области создания дил атом етров, в частности,струнных дилатометров с цифровым выходом.Известны дилатометры, содержащие корпус,на котором укреплен испытываемый образец, 5и струнный чувствительный элемент, помещенный в поле постоянных магнитов,Эти дилатометры не обеспечивают требуемой точности измерений, а процесс исследования образцов на них затруднен вследствие 10изменения натяжения струн в процессе крепления образца.В предлагаемом дилатометре для повышения точности и упрощения процесса измерения корпус выполнен в виде жесткого кольца, 15по диаметру которого натянута токопроводящая струна, причем к середине струны с помощью накладок прикреплен разделяющийструну на два чувствительных элемента зажим с винтом для крепления испытываемого 20образца, прижимаемого пружиной к корпусу,а чувствительные элементы включены в схему преобразователя частот колебаний чувствительных элементов в цифровое значениетемпературного коэффициента линейного расширения испытываемого образца.Кроме того, преобразователь может бытьвыполнен в виде генераторов колебанийструн, подключенных к смесителю частот, навыходе которого включены блоки гЬоомирова еления отношения разности этих азности между частотой опорного и суммой частот колебаний струн."с - "1 35 а 4=У(ас - а 1) +а 1. 40 а,=м 10 5 О 55 60 65 ние для разности и суммы частот струн имеетвидгде , - начальная частота каждой струны до нагревания;о 14, о 11, Ы, - температурные удлинения соответственно образца, корпуса и каждой из струн. При этом струны должны иметь одинаковые геометрические и физические параметры, тогда И, = б 1 у,= Оъ )Учитывая, что размеры корпуса, струн и образца 10 11, и 14 выбраны таким образом, что из выражений (1) получим основное соотно- шение где а 4, а 1, а, - коэффициенты линейного расширения соответственно материала образца, корпуса и струн. Таким образом, измеряя отношение разности частот 2 - 11 к разности между некоторой постоянной частотой опорного генератора 22 и суммой частот струн, получим линейную зависимость между коэффициентом линейного расширения а 4 испытываемого образца и измеряемым отношением.При этом, если известны коэффициенты линейного расширения струн и корпуса, то значение измеренного отношения частот однозначно определит коэффициент линейного расширения испытываемого образца.Конструкция дилатометра включает струнный датчик и электронную измерительную схему с цифровым отсчетом.Корпус датчика выполнен в виде жесткого кольца из материала с известным коэффициентом линейного расширения, по диаметру которого при помощи накладок 5 натянута токопроводящая струна. При этом к середине струны при помощи накладок б прикреплен разделяющий струну на два чувствительных элемента зажим 7 с винтом 8 для крепления образца 4. Образец поджат своим торцом к корпусу 1 при помощи пружины 9.Чувствительные элементы струны помещены в поле постоянных магнитов 10, Корпус накрыт кожухом 11.Струны 2 и 8 дилатометра (см. фиг. 3) включены в схемы усилителей 12 и 13. С выхода усилителей сигналы 12 и 1 переменной частоты, зависящей от коэффициента линей 5 10 15 20 г 5 ного расширения испытываемого образца, поступают на балансный смеситель 14. С помощью фильтра 15 выделяется разностная частота , - ь а с помощью фильтра 1 б - суммарная частота 2+оСигнал суммарной частоты 2+1 с фильтра 1 б поступает на смеситель 17, туда же подается сигнал с опорного генератора 18 (частота 2,).С выхода смесителя 17 с помощью фильтра выделяется сигнал частоты 2+1 - 2 оЭлементы 19 и 20 схемы одновременно формируют из синусоидального сигнала импульсы прямоугольной формы, частота следования которых равна частоте синусоидального сигнала.Превый импульс с выхода элемента 20 запускает реле 21 времени, последующий импульс останавливает реле времени. В результате реле времени вырабатывает импульс для открытия селектора 22. В течение времени Т 1 селектор пропускает импульсы с элемента 19 на счетчик 28 с цифровой индикацией,Так как частота следования импульсов с элемента 20 равна 2 - 1, а время счета им- пульсов - Т то количество зарегистрированных в счетчике импульсов определяется выра- жением Выражая измеряемый коэффициент линейного расширения а 4 через показание на цифровом табло счетчика 28, из выражения (3) имеем Если подобрать коэффициенты линейногорасширения а 1 и а, так, чтобы а 1=0, а Г 1а, - а 1=1 10 6 , что осуществимопри ус град ловии изготовления корпуса из плавленного кварца, а струн из сплава типа Инвар, полу- чим Дилатометр был проверен в лабораторныхусловиях и показал высокие метрологическиекачества. Предмет изобретения 1. Дилатометр, содержащий корпус, на котором укреплен испытываемый образец, и струнный чувствительный элемент, помещенный в поле постоянных магнитов, атличаюи 1 ийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса измерения, корпус выполнен в виде жесткого кольца, по диаметру которого натянута токопроводящая струна, причем к середине струны с помощью накладок прикреплен разделяющий струну на два287365 Г8ь. .-,2 ГГ .ь"Г70 6 чувствительных элемента зажим с винтом для крепления испытываемого образца, прижимаемого пружиной к корпусу, а чувствительные элементы включены в схему. преобразователя частот колебаний чувствительных элементов в цифровое значение температурного коэффициента линейного расширения испытываемого образца,2. Дилатометр по п. 1, отличающийся тем,что преобразователь выполнен в виде генераторов колебаний струн, подключенных к смесителю частот, на выходе которого включе ны блоки формирования и выделения отношения разности этих частот к разности между частотой опорного генератора и суммой частот колебаний струн.