Автоматическое устройство для регистрации температурных зависимостей модуля упругости и внутреннего трения материалов

п 11682792 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республил,79. Бюллетень32я описания 30.08.79 2) Авторы изобретени В. А, Ерофеев и В. А. Судник Тульский политехнический институт(54) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИТЕМПЕРАТУРНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ МОДУЛЯ УПРУГОСТИИ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ 0 где ю - час 1 - вре а величина затора пост НЫИ МОДУЛ 1то мя так как на вход стабилит сигнал, пропорциональ 1 ЗВОДНОй упае о про х Ж25 Изобретение относится к технике измерения физических характеристик материалов.Известно устройство для регистрации температурных зависимостей внутреннего трения материалов, содержащее средства нагрева образца, термопару, возбудитель колебаний образца, измерительный вибропреобразователь, который соединен с возбудителем цепью положительной обратной связи, включающей усилитель, автоматический стабилизатор уровня возбуждения, содержащий реверсивный двигатель, изменяющий коэффициент усиления усилителя возбудителя колебаний, и двухкоординатный самописец, один вход которого подключен к термопаре, а другой вход - к входу возбудителя колебаний 11.Это устройство не позволяет получить высокую точность измерения за счет значительной инерционности автоматического стабилизатора, обусловленной использованием реверсивного двигателя.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для регистрации температурной зависимости модуля упругости и внутреннего трения материалов, содержащее средства нагрева образца, термопару, возбудитель колебаний образца, индукционный измерительный вибропреобразователь, который соединен с возбудителем цепью положительной обратной связи,включающей усилитель, автоматическийстабилизатор уровня возбуждения с после 5 довательно соединенным детектором, входкоторого подключен к выходу усилителяобратной связи, элементом сравнения и регулируемым усилителем, и двухкоординатные самописцы, один из входов каждого из1 О которых подключен к термопаре, а другойвход одного самописца подключен к выходу усилителя обратной связи через квадратор, а второй вход другого - к входувозбудителя колебаний 2.15 В известном устройстве фактически стабилизируется не амплитуда А колебаний хобразца, описываемых уравнениемх=А з 1 п о 1,2 та колебаний; В процессе нагревания образца материаа частота изменяется вследствие изменеия модуля упругости, изменяется и амп1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3литуда А колебаний образца обратно пропорционально изменению частоты а. Таккак сила и коэффициент внутреннего трения зависят от амплитуды колебаний образца, то температурная зависимость внутреннего трения искажается.Цель изооретения - повышение точностирегистрации температурных зависимостеймодуля упругости и внутреннего тренияматериалов.Эта цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено преобразователем частота - напряжение, вход которого подключен к выходу усилителя обратной связи, и, аналоговым блоком деления,у которого вход делимого подключен черездетектор к выходу усилителя обратной связи, вход делителя - к выходу преобразователя частота - напряжение, а выходсвязан со входом элемента сравнения.На чертеже изображена функциональнаясхема устройства,Устройство содержит средство нагревав виде печи 1, в которой размещены образец 2, нагреватель 3 и термопара 4, возбудитель 5 колебаний образца, индукционный измерительный вибропреобразователь6, который соединен с возбудителем 5 колебании цепью положительной обратнойсвязи, включающей усилитель 7, автоматический стабилизатор уровня возбуждения, содержащий последовательно соединенные детектор 8, выход которого является входом делимого аналогового блока 9деления, элемент 10 сравнения, интегратор11, регулируемый усилитель 12, которыйявляется одновременно и звеном положительной обратной связи. К выходу усилителяобратной связи подключен преобразователь 13 частота - напряжение, выход которого соединен с квадратором 14,Устройство содержит два двухкоординатных самописца 15 и 16, Один вход каждого самописца соединен с термопарой 4,второй вход самописца 15 через детектор17 соединен с возбудителем 5 колебаний,а другой вход другого самописца 16 соедине с квадратором 14.Устройство работает следующим образом.Образец 2 испытуемого материала помещают в печь 1. В образце 2 усилителем 7через регулируемый усилитель 12 и возбудитель 5 колебаний возбуждаются резонансные колебания, Сигнал индукционногоизмерительного вибропреобразователя 6,пропорциональный произведению амплитуды и частоть 1 колебаний образца 2, поступает на вход цепи положительной обратной связи, усиливается усилителем 7, Преобразователь 13 частота - напряжениепод действием усиленного усилителем 7сигнала вибропреобразователя 6 вырабатывает напряжение, пропорциональное частоте колебаний образца 2. 4Аналоговый блок 9 деления (являющийся звеном автоматического стабилизатора уровня возбуждения), на вход делимого которого поступает выпрямленное детектором 8 напряжение, пропорциональное сигналу индукционного вибропреобразователя 6, а на вход делителя подается напряжение, пропорциональное частоте, вырабатывает сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний образца 2.Этот сигнал сравнивается элементом 10 сравнения с заданным значением. Сигнал рассогласования поступает на вход интегратора 11, управляющего амплитудой возбуждающих колебаний с помощью регулируемого усилителя 12 так, что сигнал на выходе блока 9 деления т. е, амплитуда колебаний образца 2) поддерживается постоянным. Напряжение на возбудителе 5 колебаний, пропорциональное возбуждающей силе и коэффициенту внутреннего трения в образце 2, поступает через детектор 17 на вход двухкоординатного самописца 15, который при постепенном изменении температуры в печи 1, измеряемой термопарой 4, вычерчивает температурную зависимость внутреннего трения.Таким образом исключается влияние частоты колебания образца 2 и повышается точность измерения величины внутреннего трения в зависимости от температуры при постоянной амплитуде колебаний образца 2.Сигнал преобразователя 13 частота - напряжение поступает на вход квадратора 14, вырабатывающего под его действием напряжение, пропорциональное модулю упругости образца 2. Это напряжение поступает на вход двухкоординатного самописца 16, вычерчивающего зависимость модуля упругости от температуры.Вторые входы обоих самописцев подключены к термопаре 4. формула изобретенияАвтоматическое устройство для регистрации температурных зависимостей модуля упругости и внутреннего трения материалов, содержащее средства нагрева образца, термопару, возбудитель колебаний образца, индукционный измерительный вибропреобразователь, который соединен с возбудителем цепью положительной обратной связи, включающей усилитель, автоматический стабилизатор уровня возбуждения с последовательно соединенным детектором, вход которого подключен к выходу усилителя обратной связи, элементом сравнения и регулируемым усилителем, и двухкоординатные самописцы, один извходов каждого из которых подключен к термопаре, другой вход одного самописца подключен к выходу усилителя обратной связи через квадратор, а второй вход другого - к входу возбудителя колебаний, отлича682792 Составитель О. ИгнатенкоТехред А. Камыщникова Корректор И, Позняковская Редактор И, Марголис Заказ 2016/15 Изд. М 536 Тираж 1090 Подписное НПО еПоиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 ющееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено преобразователем частота - напряжение, вход которого подключен к выходу усилителя обратной связи, и аналоговым блоком деления, у которого вход делимого подключен через детектор к выходу усилителя обратной связи, вход делителя - к выходу преобразователя частота - напряжение, а выход связан со входом элемента сравнения. 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 5161559, кл. б 01 Х 19/00, 1962. 2, Судник В. А, и др. Схемы построения автоматических приборов для непрерывной регистрации неупругих и упругих свойств металлов, - Проблемы прочности, 1975,108, с. 120 - 125 (прототип).