Сдвиговой прибор

О П И С А Н И Е )894058ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублнк3) УДК 62413 .377 (088.8) публиковано 30.12.81 Бюллетень48 по Аелам изобретений и еткрмтийата опубликования описания 30.12.8 вторы бретен С. Е. Бессонов, С. 3(1) Заявит 4) СДВИГОВЫЙ ПРИБО Изобретен в частности к зико-механиче Известен с срезыватель,емное устрой низм передач тального усил па 11. Недостато состоитполученноиия величинь ие относится ктехнике для иссских свойств грдвиговый приборузочное усто подвижнойи на образец гия и индикато строительству, ледования фиунтов.р, содержащий ройство, подь- панели, мехарунта горизонр часового тиие авто- а зави- сдвигаюсти полу- мерения заг ств ем, что резывадъемное к автоизвестного сдвигового прибо низкой производительности ра ра бот,Наиболее близким к предлагаемому является сдвиговый прибор, содержащий срезыватель, загрузочное устройство, подъемное устройство подвижной панели, блок автоматического приложения сдвигающего горизонтального усилия, блок управления, самописец, причем вход самописца механически связан со срезывателем, а вход блока автоматического приложения сдвигающего горизонтального усилия электрически связан с первым выходом блока управления 12.Недостатки известного сдвигового прибора - невозможность автоматического вычерчивания графика зависимости величины деформации от сдвигающего усилия,а также низкая достоверностьинформации и точность измерендеформации.Цель изобретения - обеспеченматического вычерчивания графиксимости величины деформации отщего усилия, повышение достоверноченной информации и точности извеличины деформации,Поставленная цель достигается тв сдвиговый прибор, содержащий стель, загрузочное устройство, поустройство подвижной панели, бломатического приложения сдвигающего горизонтального усилия, блок управления, самописец, причем вход самописца механическисвязан со срезывателем, а вход блока автоматического приложения сдвигающего горизонтального усилия электрически связанс первым выходом блока управления, введены два источника света, секторный диск,маска, светонепроницаемая шторка, фотодиод, фотоэлемент, узел дискретной про 20 тяжки, причем секторный диск и светонепроницаемая шторка механически связанысо срезы вателем, первый источник света,секторный диск, маска и фотодиод соединены94058 83оптической связью последовательно, второй источник света, светонепроницаемая шторка и фотоэлемент соединены оптической связью последовательно, фотодиод электрически связан с блоком управления, фотоэлемент электрически связан с первым входом самописца, второй вход которого электрически связан с выходом узла дискретной протяжки, вход которого электрически связан со вторым выходом блока управления.На фиг. 1 изображен сдвиговый прибор, структурная блок-схема; на фиг. 2 - блок управления и узел дискретной протяжки, функциональная схема.Сдвиговый прибор содержит срезыватель 1, загрузочное устройство 2, подъемное устройство 3 подвижной панели, блок 4 автоматического приложения горизонтального усилия, блок 5 управления, самописец 6, два источника 7 и 8 света, секторный диск 9, маску 10, светонепроницаемую шторку 11, фотодиод 12, фотоэлемент 13, узел 14 дискретной протяжки.Загрузочное устройство 2, подъемное устройство 3 подвижной панели, блок 4 автоматического приложения сдвига ющего горизонтального усилия, секторный диск 9, шторка 11 механически связаны со срезывателем 1. Первый источник 7 света, секторный диск 9, маска 1 О, фотодиод 12 соединены последовательно оптической связью. Второй источник 8 света, шторка 11, фотоэлемент 13 соединены последовательно оптической связью. Выход фотодиода 12 связан электрически с входом блока 5 управления, а выход фотоэлемента - с первым входом самописца 6. Первый вход блока 5 управления связан электрически с входом блока 4 автоматического приложения горизонтального усилия. Второй выход блока 5 управления связан с входом узла 14 дискретной протяжки, выход которого связан со вторым входом самописца 6.Секторный диск 9 представляет собой круг с секторами, угловая величина каждого из которых соответствует перемещению срезного кольца на 0,01 мм. Каждая пара из прилежащих друг к другу секторов противоположна по световой проницаемости.В качестве источника 8 света, фотоэлемента 13 и самописца 6 используется серийный индикаторный фотооксигемограф.Для обеспечения вычерчивания графика зависимости деформации от величины срезающего усилия используется узел 14 дискретной протяжки, который после каждого очередного изменения срезающего усилия перемещает бумагу самописца на строго фиксированную величину. Причем время перемещения бумаги выбирается меньше 1 мин.Для модуляции светового потока от источника 8 света по величине деформации используется светонепроницаемая шторка 11. 5 10 15 20 25 ЭО 35 40 45 50 55 Для модуляции светового потока от источника 7 света по скорости деформациииспользуется секторный диск 6. Причемдля увеличения точности измерения скоростидеформации используется маска 1 О, котораяимеет узкую прорезь, расположенную радиально относительно центра секторногодиска 11 и параллельно ему,В этом случае точность измерения величины 0,01 мм определяется соотношениемлинейных размеров ширины прорези в маске 10 и ширины (по дуге) сектора на секторном диске 9.Сдвиговый прибор работает следующимобразом,В исходном состоянии (фиг. 1) в срезывателе 1 находится испытуемый образецгрунта, загрузочное устройство 11 создаетзаданную вертикальную нагрузку. Горизонтальное сдвигающее усилие равно нулю.Устройство 5 управления отключено. Светонепроницаемая шторка 11 расположена так,что перекрывает световой поток к фотоэлементу 13 от источника 8 света почти полностью, поэтому перо самописца находитсяв крайнем левом положении. Работа прибораначинается с включения блока 5 управления,который контролирует критерии условнойстабилизации.Поскольку еще нет горизонтального усилия, то через минуту после включения блокауправления данный критерий будет выполнен.В этом случае блок 5 управления выдасткоманду в блок 4 автоматического приложения сдвигающего горизонтального усилияи в узел 14 дискретной протяжки. По этойкоманде блок 4 автоматического приложениясдвигаюшего горизонтального усилия увеличивает нагрузку на одну ступень, а узел 4дискретной протяжки в течение временименьше 1 мин включает протяжку лентысамописца. После приложения первой ступени горизонтального сдвигающего усилияначинается деформация грунта, что приводит к перемещению подвижного кольца срезывателя 1, соответствующему перемещениюсветонепроницаемой шторки 11 и вращениюсекторного диска 9, За счет перемещениясветонепроницаемой шторки 11 увеличивается световой поток источника 8 света на фотоэлемент 13, что приводит к пропорциональному перемещению пера самописца из левогокрайнего положения вправо. Время прохождения каждого сектора секторного диска 9контролируется блоком 5 управления. Еслив течение 1 мин, очередной сектор не сменитнад прорезью маски 10 предыдущий сектор,то блок 5 управления опять выдаст командууправления и т. д.Если скорость деформации превышаеткритерий условной стабилизации, блок 5управления никаких команд не выдаст, нопродолжает контролировать время прохождения очередного сектора секторного диска 9над прорезью в маске 10 за счет определениявремени засветки или затемнения фотодиода 12.Конец сдвига определяется по включению сигнализации в момент срабатывания концевого выключателя питания, который находится на правом конце шкалы самописца и срабатывает при достижении пером самописца этого положения.Блок 5 управления (фиг. 2) работает следующим образом.Свет от источника 7 через светопроницаемый сектор секторного диска 9, через маску 10 попадает на фотодиод 12. Под действием этого сигнала на коллекторе транзистора Т блока 5 управления появится высокий уровень, который через резистор К 8 заряжает емкость С ь Зарядная цепочка КС, настроена на время заряда до порога срабатывания транзистора Тб, равное 1 мин. Аналогично настроена цепочка КС. Если скорость деформации больше критерия условной стабилизации (0,01 мм в 1 мин, то следующий светонепроницаемый сектор секторного диска 9 закроет прорезь в маске 10 до того, как конденсатор Сблока 5 управления зарядится до порога срабатывания транзистора Тв . Отсутствие светового потока через прорезь маски 10 на фотодиод 12 приведет в блоке к возникновению в блоке 5 управления высокого потенциала на коллекторе транзистора Т 5 (начинается заряд С 2) и низкого на коллекторе Т (конденсатор С, быстро разрядится через диод Р, и открытый транзистор Т). При достижении на одной из емкостей С, или С 2 порогового уровня, что соответствует выполнению критерия. условной стабилизации, открываются транзисторы Т и Тт, что приводит к срабатыванию реле Р, и замыканию его контактных .пар 1 и 2, 3 и 4. Замыкание контактов 1 и 2 реле Р, приводит к изменению ступени горизонтального усилия в блоке 4 автоматического приложения горизонтального сдвигающего усилия. Замыкание контактов 3 и 4 реле Р приводит к включению узла 14 дискретной протяжки.Схема блока управления настроена так, что транзисторы Тт и Т 4 в открытом состоянии находятся около 1 с, и после разряда конденсатора С 1 или С через транзисторы ТТт они снова закрываются. В соответствии с этим контакты 1 и 2, 3 и 4 замкнуты тоже в течение этого времени.Узел дискретной протяжки (фиг. 2) работает следующим образом.Напряжение питания через замкнутые контакты 3 и 4 реле Р, блока 5 управления поступает в узел 14 дискретной протяжки и через диод О и резистор К ц включает реле Р,. Емкость Сз сглаживает выпрямленное диодом 0 т отрицательное напряжение. Срабатывание реле Р приводит к замыканию контактов 1 и 2 этого же реле, происходит самозахват реле Р, так как через контакты 1 и 2 осуществляется питание, И хотя через 1 с контакты 1 и 2, 3 и 4 реле Р, блока 5 управления вновь размыкаются, реле Р узла дискретной протяжки остаются во включенном состоянии, одновременно подавая напряжение в самописец 6 для вращения двигателя протяжки ленты.5 Включение реле Р узла дискретной протяжки приводит к размыканию собственных контактов 3 и 4. Начинается заряд емкости С положительным потенциалом по цепочке ОбР,э до величины пробоя межэлектродных промежутков в тиратроне Л,. Пробой 10 тиратрона Л, приводит к быстрому разрядуконденсатора С через тиратрон и реле Р, но так как импульс разряда Спротивоположен напряжению питания реле Р, то оно отключается и разрывает цепь питания через свои контакты 1 и 2. Это приводит к прекращению работы электродвигателя протяжки ленты самописца 6. Время заряда конденсатора С до величины напряжения пробоя тиратрона Лвыбирается около 15 с подбором резистора К Для полного раз ряда конденсатора С служат нормальнозамкнутые контакты 3 и 4 реле Р 2.Формула изобретенияСдвиговый прибор, содержащий срезы 25ватель, загрузочное устройство, подъемноеоустроиство подвижной панели, блок автоматического приложения сдвигающего горизонтального усилия, блок управления, самописец, причем вход самописца механическисвязан со срезывателем, а вход блока автоматического приложения сдвигающего горизонтального усилия электрически связанс первым выходом блока управления, отличающийся тем, что, с целью обеспеченияавтоматического вычерчивания графика зависимости величины деформации от сдвиЗ 5 гающего усилия, повышения достоверностиполученной информации и точности измерения величины деформации, в него введеныдва источника света, секторный диск, маска,светонепроницаемая шторка, фотодиод,фотоэлемент, узел дискретной протяжки,40Жпричем секторныи диск и светонепроницаемая шторка механически связаны со срезывателем, первый источник света, секторный диск, маска и фотодиод соединены оптической связью последовательно, второйисточник света, светонепроницаемая шторкаи фотоэлемент соединены оптической связьюпоследовательно, фотодиод электрическисвязан с блоком управления, фотоэлементэлеКтрически связан с первым входом самописца, второй вход которого электрически50 связан с выходом узла дискретной протяжки,вход которого электрически связан со вторым выходом блока управления.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе551. Чаповский Е. Г. Лабораторные работыпо грунтоведению и механике грунтов. М.,Недра, 1975, с. 202 - 209.2. Авторское свидетельство СССР176105, кл. Е 02 Р 1/00, 1965.Составитель ехред А. Бой ираж 696 М ВНИИПИ Государственнопо делам изобретен 113035, Москва, Ж - 36, Р лиал ППП Патент, г. У го к ий и аушс жгород Редактор Н. КовалевЗаказ 1 409/46 ышевКорректор В. СиПодписноеомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5ул. Проектная, 4