Устройство для измерения поперечных деформаций балок

Республик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1) Зависимое о т. свидетельства 51) М. 1 л. 6 01 Ь 5/3 0 01 гп 5/(22) Заявлено 28.07.72 (21) 1815 с присоединением за ударствеииый комитет вета Мииистрав СССРиков а н о 15.06,74 ллетец елам изобретений и открытий описания ЗО.С 6 ата опубликован 2) Авторы изобретения И. А. Таплашвили и Р. А. Мовсесян реванский политехнический институт им, К. Маркса(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНПОПЕРЕЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ БАЛ Изобретенцс относится к области линейных измеренцй и может быть использовано для измерений поперечных деформаций, а также вертикальных смещений исследуемых объектов.Известны устройства для поперечных деформаций балок, содержащие трос, один конец которого жестко заделан в грунте, а другой конец с противовесом перевешивается через валик индикатора часового типа, по по ложению стрелки которого определяют прогиб фермы в месте расположения индикатора,Недостаток известной конструкции состоит в недостаточной точности съема информации из-за малых смещений объекта. Предлагаемое устройспво позволяет повысить точность регистрации деформаций благодаря тому, что в нем одна из призм установлена неподвижно, а другая, на которую падает луч источника света, закреплена на рамке, перемещающейся по вертикали при помощи дополнительной торсионной передачи, связанной с противовесом. Для автоматизации и дистанционной передачи информации световой луч в устройстве сканируется фото- датчиком, установленным на конце штока, связанного с кодирующим диском датчика перемещения и счетчиком импульсов системы отсчета,На фиг. 1 приведен вариант принципиальной схемы описываемого устройства; на фцг, 2 - прцзменный усилитель смещения светового луча; на фцг. 3 - работа црцзменного усилителя смещения светового луча в сочетании с дополнительной торсионной передачей.Устройство (фцг. 1) содержит жестко заделанное в грунте основание 1, к которому прикреплен олин конец троса 2, перекинутьш через блок 3, устанавлцваемыц в контролируемой точке фермы 4. На другом конце троса 2 закреплен противовес 5, который перемещается по вертикали вдоль нацравляощей б. Противовес 5 содержит источник света 7, коллцматор 8 (напрцмер, линза цли система линз) ц диафрагму 9. Дополнительная торсионная передача содержит перекинутый через блок 10 трос 11, один конец которого закреплен на нижней части противовеса 5, а другой его конец - на нижней части рамки 12, а также перекинутый через блок 13 трос 14, один конец которого закреплен на верхней части рамки 12, а к другому его концу прикреплен груз 15. На рамке 12, перемещающейся по вертикали вдоль направляющих 1 б (фиг. 2), закреплена прямоугольная призма 17, Перед призмой 17 на корпусе неподвижно укреплена призма 18, поворачивающая луч света в направлении матового экрана 19. По другую сторону экрана 19 расположен фото5 10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 диод 20, перемещающийся вдоль плоскости экрана, Фотодиод 20 укреплен на штоке 21 датчика перемещения 22, выполненного на базе индикатора часового типа, на котором стрелки заменены кодирующим диском 23 с отверстиями, расположенными по окружности с равномерным шагом. Осветительная лам. почка 24 и фотодиод 25, расположенные по противоположным сторонам диска 23, служат для формирования счетных импульсов. Пере. мещенпе штока 21 осуществляется приводом, состоягцим из электродвигателя 26, на валу которого насажен кулачок 27. В исходном состоянии этот кула юк не касается штока 21, и цепь питания электродвигателя 26 разомкнута концевым переключателем 28, контактирующим с выступом 29 боковой поверхности кулачка. В схему устройства входят также преобразователи 30 - 31, преобразующие световые сигналы в электрические. Функциональная схема блока управления содержит формирователи 32 и ЗЗ, триггер 34, клапан 35, счетчик импульсов 36 и пусковую кнопку 37.Устройство работает следующим образом. При нажатии пусковой кнопки 37 через верхнюю пару ее контактов подается напряжение питания на обмотку электродвигателя 26, и кулачок 27 начинает вращаться. При этом срабатывает концевой переключатель 28, которым самоблокируется цепь питания электродвигателя 26 на время полного оборота кулачка. При отжатии пусковой кнопки 37 нижней парой ее контактов осу ществляется переброс триггера 34 в такое состояние, при котором клапан 35 переходит в открытое состояние. Вращаясь,кулачак 27 входит в соприкосновение со штоком 21, который начинает перемещать фотодиод 20, Одновременно начинает вращаться диск 23, осуществляющий модуляцию светового потока лампочки 24 на фотодиоде 25. Преобразователем 30 вырабатываются электрические сигналы, которые формирователем 32 преобразуются в счетные импульсы. Эти импульсы проходят через открытый клапан 35 на счетчик импульсов, где и фиксируются, При прохождении фото- диода 20 через изображение светового луча на экране 19 преобразователем 31 вырабатывается электрический сигнал. Этот сигнал поступает на формирователь 33, которым преобразуется в запускающий импульс, подаваемый на второй вход триггера 34. Триггер 34 опрокидывается в другое свое устойчивое состояние, при котором клапан 35 запирается, в результате чего прекращается прохождение счетных импульсов к счетчику импульсов 36.На счетчике импульсов 36 фиксируется число импульсов У, пропорциональное коор. динате светового луча на экране, которая определяется как; Ь= Л 6,где б - цена одного импульса (лкм),Так, если в первоначальный замер было зафиксировано Ь, = Мб, а по истечении некоторого времени был получен результат Ь, = ЬА то стрела прогиба фермы составляет Ь ст = Ь 2 Ь б (ф 2 ф 1)По завершении кулачком 27 полного оборота система возвращается в исходное состояние, и следующий замер осуществляется очередным нажатием пусковой кнопки. Весь описанный цикл повторяется.Сочетание призменного усилителя смещения светового луча с торсионной передачеи позволяет в устройстве, приведенном на фиг, 1, добиться четырехкратного усиления величины смещения светового луча на экране. Это видно из фиг. 3, где точка А - первоначальный уровень светового луча; точка Б - уровень светового луча после прогиба фермы, а точки А и Б - уровни изображений соответствующих лучей на экране. Пунктиром на фиг. 3 изображено положение призмы 17, которое она занимает после прогиба фермы. Предмет изобретения Устройство для измерения поперечных деформаций балок, содержащее перекинутую через блок гибкую нить с укрепленным на ней индикатором, корпус и регистрирующее приспособление, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регистрации деформаций, оно снабжено дополнительной торсионной передачей, на подвижной нити которой укреплена прямоугольная призма, обращенная прямым углом к расположенной на корпусе неподвижной призме, причем вершины призм смещены относительно друг друга в направлении перемещения подвижной призмы.432328 иг оставитель Ю.Техред 3. Тара и тор С. Хейфи Корректор И. Сим нко аказ 369 7 ПодписноССР И Тип. Харьк, фил, пред. Патент Изд, ЛЪ 1719 Тираж 760 осударственного комитета Совета Минист по делам изобретений и открытий Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5