Устройство для определения коэффициента линейного расширения проволочных образцов

О П И С А Н И Е 972357ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 03.1.80 (2 ) 3000044/ 8-25с присоединением заявки ЛоОпубликовано 07.11.82. Бюлнк тень Л)2 4 по делам иэооретеиий и открытийДата опубликовдния описания 7.1.82(72) Авторы изобретения Р. Ю. Бансевичюс, И. Г 1. Вооолис, Р. А. Г 1(нЮтгас.".- и К. М. Рдгульскис Каунасский политехнический институт им. Аптддсд С)нчкусд(7) Заявитель ннн ни нВ Н дфщ ц ннн.н,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ ПРОВОЛОЧНЫХ ОБРАЗЦОВИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для определения коэффициента линейного расширения проволоки и записи дилатометрических графиков, может быть использовано при разработке образцовых дилатометров, а та кже специальных дилатометров для пластин, стержней, проволоки и т.п.Известно устройство для автоматической записи дилатометрических графиков, содержащее дилатометр с дифференциально- трансформаторным датчиком удлинения образца, включенным на вход регистрирующего прибора с дифференциально-трансформаторной схемой, и термопару, помещенную в зоне нагрева образца 11,Недостатки известного устройства состоят в низкой точности измерения из-за сложности конструкции, содержащей множество механических узлов и сопряжений, а также в низком быстродействии из-за большой постоянной времени реверсивного двигателя.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для осушествления определения коэффициента линейного расширения проволочных образцов путем разогрева их электрическим током и измерения параметров в нагретом и холодном состояниях, содержащее корпус с закрепленными на нем образцом проволоки, источником обогрева и датчиком температуры 2 .Недостатки устройства заключаются внизкой точности измерения, так как измеряемые падения напряжений между потенциальными отводами и потенциальными )0съемниками являются величинами малыми, а также в трудно осуществляемом записывании дилатометрических графиков.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем,что устройство для определения коэффициента линейного расширения проволочных образцов, содержащее станину для закрепления на ней образца и источника нагревания с датчиком температуры, снабжено вибратором и датчиком собственных поперечных колебании образца, закрепленными нанстанине и соединенными между собой положительной обратной связью через введенный источник переменного напряжения, а также частотным различителем, к входу которогоФормула изобретения 45 50 55 3подключен датчик собственных поперечных колебаний образца, и двухкоординатным самопишущим прибором, на один вход которого подключен выход частотного различителя, а на другой -- датчик температуры.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 -- амплитудно- частотная характеристика частотного различителя; на фиг. 3 - зависимость удлинения измеряемого образца от температуры.Устройство содержит станину 1 с закрепленным измеряемым образцом 2 и датчик 3 измерения температуры, вибратор 4, источник 5 переменного напряжения и датчик 6 собственных поперечных колебаний образца 2, вибратор 4 и датчик 6 соединены между собой положительной обратной связью, а также частотный различитель 7, к входу которого подключен датчик 6 и двухкоорлиыатный самопишущий прибор 8, на один вход которого подключен выход частотного различителя 7, а на другой - датчик 3 температуры.Устройство работает следующим образом.Образец 2 закрепляется на станине 1. Перел измерением образцу 2 сообщается начальное натяжение (в пределах зоны упругости) из расчета того, что при максимальной температуре осталось бы определенное натяжение.Под лействием окружающей среды образец 2 совершает малые затухающие поперечные колебания на собственной частоте. Эти колебания воспринимаются датчиком 6 и подаются на источник 5 переменного напряжения, на выходе которого подключен вибратор 4. Фазовые соотношения сигналов подобраны таким образом, чтобы фаза сигнала, который подается на вибратор 4 от источника 5 переменного напряжения, равнялась фазе сигнала от датчика 6. В связи с этим образец совершает незатухающие поперечные колебания на собственной частоте.В зависимости от ферромагнитных свойств образца 2 вибратор 4 может быть электромагнитным или электродинамическим. Так, при измерении температурного коэффициента линейного расширения образца 2 из магнитного материала применяется электромагнитный вибратор, корпус которого крепится на станине (например в середине длины образца 2), а якорем его служит измеряемый образец 2.При измерении коэффициента линейного расширения образца 2 из немагнитных материалов используется электродинамический вибратор. В этом случае вибратор укрепляется таким же образом, а возбуждать колебания образца 2 можно под действием вибратора на станину 1 или при помощи вибратора создаются колебания воздушного пространства между ним и измеряемым об 15 20 25 зо 35 40 разцом 2, которые в свою очередь возбуждают собственные поперечные колебания образца 2. Датчик 6 собственных поперечных колебаний образца 2 применяется бесконтактный, например емкостной, одним электродом которого служит образец 2. Крепление датчика 6 на станине 1 можно осуществить в любом месте по длине образца 2. Сигнал с датчика 6 подается также на частотный различитель 7, работа которого основана на том, что величина выходного напряжения его зависит от частоты входного напряжения (фиг. 2). Так как частота собственных поперечных колебаний образца 2 зависит от силы натяжения, при изменении температуры образца 2 длина его меняется, меняется и сила натяги, в результате чего меняется и частота собственных поперечных колебаний, которая в данном случае пропорциональна удлинению образца 2. Удлинение образца 2 зависит от коэффициента линейного расширения материала образца 2, поэтому по изменившейся частоте собственных поперечных колебаний можно судить о коэффициенте линейного расширения образца 2. Таким образом, при изменении частоты собственных поперечных колебаний образца 2 величина выходного сигнала частотного различителя 7 меняется, и двухкоординатный самопишущий прибор 8, к одному входу которого подключен частотный различитель 7, а к другому - датчик 3 температуры, выдает зависимость уллинения образца 2 от температуры (фиг. 3). Предлагаемое устройство позволяет получить качественный дилатометрический график, а также повысить точность измерения на 60 О/О, так как чувствительность измерения удлинений частотным методом в 2 - 3 раза выше других методов измерений. Устройство для определения коэффициента линейного расширения проволочных образцов, содержащее станину для закрепления на ней образца и источник нагревания с датчиком температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено вибратором и датчиком собственных поперечных колебаний образца, закрепленными на станине и соединенными между собой положительной обратной связью через введенный источник переменного напряжения, а также частотным различителем,к входу которого подключен датчик собственных поперечных колебаний образца, и двухкоординатным самопишущим прибором, на один вход которого972357 Составитель В. Гусева Техред И. Верес Корректор )О. Макаренко Тираж 887 1)однисное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская иаб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор С. ЮскоЗаказ 8062/33 подключен выход частотного различите 1 я,а на другой - датчик температуры. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе