Устройство для испытания образцов материалов на растяжение

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что схема ре" гистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца выполнена в виде последовательно установленных блока датчиков, блока задающих генераторов, блока ключей, сумматора и выходного частотного детектора, а входы блока ключей связаны с выходами схемы управления.3. Устройство по пп. 1,и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что схема слежения за образованием шейки выполнена в виде четырех ключей, первый и второй из которых установлены параллельно, связанных с ними двух запоминающих элементов, последовательно установленных сумматора, блока вычитания, триггера и элемента НЕ, входы первого и второго ключей и блока вычитания связаны с выходами частотного детектора и блока ключей схемы регистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца, вход сумматора связан с выходами запоминающих элементов, вход третьего ключа связан через триггер с блоком вычита" ния, а выход - с экспоненциальным преобразователем, вход четвертого ключа связан с выходом элемента НЕ и выходным блоком вычитания схемы измерения деформации.4. Устройство по пп. 1,2 н 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что схема измерения минимального сечения образца выполнена в виде последовательно установленных пикового детектора,1089468блока вычитания, блока логарифмирования и сумматоран двух источниковопорного напряжения, один из которыхсвязан с блоком вычитания, а другойс сумматором, вход пикового детекторасвязан с выходом частотного детекторасхемы регистрации изменения площадипоперечного сечения по длине образца,а выход сумматора - с входом третьегоключа схемы слежения за образованиемшейки.5. Устройство по пп, 1 и 2, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что схемауправления выполнена в виде последовательно установленных генератора пускового импульса, триггера, генераторатактовых импульсов и дешифратора, выходы которого связаны с входами блока ключей и сумматора схемы регистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца.6. Устройство по пп. 1 и 5, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено одновибратором и дифференцирующнм блоком, вход которого связан с выходом второго блока вычитания, а выходчерез одновибратор связан с триггеромсхемы управления.7. Устройство по пп. 1, 2 и 3,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оноснабжено последовательно установленными одновибратором и сумматором, входодновибратора связан с выходом триггера схемы слежения эа образованиемшейки, вход сумматора связан с выходом датчика деформации, а выход - срегистратором,Изобретение относится к испытательной технике и может быть использованодля испытания образцов материалов собразованием шейки при постоянномнапряжении на растяжение, 5Известно устройство для испытанияобразцов материалов на растяжение,содержащее основание, пассивный иактивный захваты, датчик деформации,связанный с пассивным захватом, дат" 10чик нагрузки, связанный с активнымзахватом, рычажно-рейтерный механизмнагружения с приводом, схему измере 2ния.деформации с выходным блоком вы" читания, регистратор и последовательно установленные экспоненциальный преобразователь, второй блок вычитания, вход которого связан с датчиком нагрузки, и усилитель мощности, выход которого связан с приводом, причем регистратор связан с датчиками усилия и деформации 1 .Недостатком данного устройства является невозможность обеспечения испытания образцов материалов, в которых образуется шейка с заданной1089468 триггер с блоком вычитания, а выход " с экспоненциальным преобразователем, вход четвертого ключа связан с выходом элемента НЕ и выходным блоком вычитания схемы измерения деформации,Схема измерения минимального сечения образца выполнена в виде последа" вательно установленных пикового детектора, блока вычитания, блока логарифмирования и сумматора и двух источников опорного напряжения один из которых связан с блоком вычитания, а другой - с сумматором, вход пикового детектора связан с выходам частотного детектора схемы регистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца, а выход сумматора - с входом третьего ключа схемы слежения эа образованием шейки.Схема управления выполнена в виде последовательно установленных генератора пускового импульса, триггера, генератора тактовых импульсов и де" шифратора, выходы которого связаны с входами блока ключей и сумматорасхемы регистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца. Кроме того, устройство снабженооднавибратарам и дифференцирующимблоком, вход каторога связан с выходам второго блока вычитании, а выхад через одиовибратор связан с триггером схемы управления.Устройство снабжено последовательно установленными одновибратарам и . сумматором, вход одновибратора связан с выходом триггера, схемы слежении эаобразованием шейки, вход сумматора связан с выходам датчика деформации,а выход - с регистратором. На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 " блак-схема его,измерительной части. Устройство для испытания образцов материалов на растяжение содержит пассивный 1 и активный 2 захваты,датчик .3 деформации, связанный с пассивным захватом 1, датчик 4 нагрузки,связанный с активным захватом 2 рычажно-рейтерный механизм 5 нагруженияс приводом 6, схему 7 измерения деформации с выходным блоком 8 вычитания, регистратор 9 и последователь"но установленные экспаненциальный преобразователь 10, второй блок 11 вычитания, вход которого связан с датчиком 5 нагрузки, и усилитель 12мощности, выход которого связан с степенью точности, так как оно не обеспечивает слежения эа изменением поперечного сечения образцов и под" держания постоянства напряжений,, Цель изобретения - повышение точности путем поддержания постоянного напряженияДля достижения указанной цели устройства для испытания образцов материалов на растяжение, содержащее ;10 пассивный и активный захваты, датчик деформации, связанный с пассивным захватом, датчик нагрузки, связанный с активным захватом, рычажно-рейтерный механизм нагружения с приводом, 15 схему измерения деформации с выходным блоком вычитания, регистратор иI последовательно установленные экспоненциальный преобразователь, второй блок вычитания, вход которого связан 20 с датчиком нагрузки, и усилитель мап-: ности, выход которого связав с приводом, снабжено схемой регистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца, схемой слежения за образованием шейки, входы которой связаны с выходом схемы регистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца, выходом выходного блока вычитания схемы измерения де формаций и выходом экспоненциального преобразователя, схемой измерения минимального сечения образца и схемой управления.При этом схема регистрации измене-;5 ния площади поперечного сечения по длине. образца выполнена в виде последовательно установленных блока датчиков, блока задающих генераторов, блока ключей, сумматора и выходного час" 40 тотнага детектора, а входы блока ключей связаны с выходами схемы управле-ния.Схема слежения за образованием шейки выполнена в виде четырех клю чей, первый и второй иэ.которых установлены параллельно, связанных с ними двух запоминающих элементов, последовательно установленных суммато-, ра, блока вычитания, триггера и элемента НЕ, входы первого и второго ключей и .блока вычитания связаны свыходами частотного детектора и блока ключей схемы регистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца, вход сумматора связанс выходами запоминающих элементов, вход третьего ключа связан черезприводом 6, схему 13 регистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца, схему 14 слежения эа образованием шейки, входы которой связаны с выходом схемы 13 регистраций изменения площади поперечного сечения по длине образца, выходом выходного блока 8 вычитания схемы 7 измерения деформаций и выхо 1 О дом экспоненциального преобразователя 10, схему 15 измерения минимального сечения образца и схему 16 управ" ления.Схема 7 измерения деформации содержит источники 17, 18 и 19 опорно 15 го напряжения, блоки,20 и 21 логарифмирования, блок 22 вычитания, входы которого связаны с выходами бйоков 20 и 21 логарифмирования, причем к входу блока 21 подключен выход источника 17 опорного напряжения, а к входу блока 20 - выход датчика 3 деформации, последовательно установленные экспоненциальный .преобразователь 23, сумматор 24, к второму вхо 25 ду которого подсоединен источник 18 опорного напряжения, блок 25 логариф" мирования и выходной блок 8 вычитания, связанный с источником 19 опорного напряжения.Схема 13 регистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца выполнена в виде последовательно установленных блока 26 датчиков, блока 27 задающих генераторов, блока 28 ключей, сумматора 29 и выходного частотного детектора 30, а входы блока 28 ключей связаны с выходами схемы 16 управления.Схема 14 слежения эа образованием 4 О шейки выполнена в виде четырех ключей 31-34, причем ключи 31 и 32 установлены параллельно, связанных с ними двух запоминающих элементов 35 и 36, последовательно установленных сумма тора 37, блока 38 вычитания, тригге- ра 39 и элемента НЕ 40, входы ключей 31 и 32 и блока 38 вычитания связаны с выходами частотного детектора 30 и блока 28 ключей схемы 13. ре гистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца, вход сумматора 37 связан с выходами запоминающих элементов 35 и 36, вход ключа 33 связан через триггер 39 с бло-,55 ком 38 вычитания, выход - с экспоненциальным преобразователем 10, вход блока ключа 34 связан с выходом элемента НЕ 40 и выходным блоком 8 вычи"тания схемы измерения деформации, авходы ключей 31 н 32 - с выходом частотного детектора схемы 13,.Схема 15 измерения минимальногосечения образца выполнена в виде.последовательно установленных пиковогодетектора 41, блока 42 вычитания,блока 43 логарифмирования и сумматора 44 и двух источников 45 и 46 опор"ного напряжения, один из которых (45)связан с блоком 42 вычитания, а вто"рой (46) - с сумматором 44, вход пикового детектора 41 связан с выходомчастотного детектора 30 схемы 13регистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца, авыход сумматора 44 - с входом ключа 33 схемы 14 слежения эа образова"нием шейки.Схема 16 управления выполнена ввиде последовательно установленныхгенератора 47 пускового импульса,триггера 48, генератора 49 тактовыхимпульсов и дешифратора 50, выходыкоторого связаны с входами блока 28ключей и сумматора 29 схемы 13 регистрации изменения площади поперечного сечения по длине образца.Кроме того, устройство содержитодновибратор 51 и дифференцирующийблок 52, вход которого связан с выходом второго блока 11 вычитания, авыход через,одновибратор 51 связанс триггером 49 схемы 16 управления.Устройство снабжено последовательно установленными одновибратором 53и сумматором 54, вход одновибрато"ра 53 связан с выходом триггера 39схемы 14 слежения за образованием шейки, вход сумматора 54 связан с выхо"дом датчика 3 деформации, а выходс регистратором 9.Устройство работает следующим образом.Перед испытанием на вход блока 20логарифмирования от внешнего источника (не показан) подается напряжение,соответствующее 1007-ной деформацииобразца. Регулировкой напряжения наисточнике 17 опорного напряжения добиваются отсутствия напряжения навыходе блока 22 вычитания, а напряже ние на источнике 18 опорного напряжения устанавливается равным напряжениюна выходе экспоненциального преобразователя 23. На вход второго блока 11вычитания подается напряжение отвнешнего источника питания (не пока зан), подключенного вместо датчика 4 нагрузки, равное напряжению, поступающему от датчика 4 нагрузки при уси лии, равном половине начального. На" пряжение на источнике 19 опорного на- . пряжения устанавливается таким, чтобысигнал на выходе блока 11 был равен О,После. включения устройства в рабо-, ту образец 55 нагружается через рычаж.0 но-рейтерный механизм 5. При этом сигналы с датчика 3 деформации и.источника 17 опорного напряжения поступают на,входы блоков 20 и 21 логарифмирования, выходы которых подключены к входам блока 22 вычитания, подключенного кэкспоненциальноиу преобразователю 23, сигнал на выходе которо- го пропорционален отношению удлиненного образца 55 к рабочей его длине. Этот сигнал через экспоненциальный преобразователь 23 подается на сумматор 24 где сравнивается с напряже" кием сигнала от источника 18 опорного напряжения, и поступает на выходной25 бцок 8 вычитания, где сравнивается с сигналом от источника 19 опорного напряжения, пропорциональным начальной нагрузке на образец 55, Сигнал с выходного блока 8 вычитания подает"о ся через ключи 33 и 34 на вход экспоненциального преобразователя 10, на выходе которого деформируется функция разгрузки образца 55 по мере уменьшения его сечения. Напряжение на выходе 35 экспоненциального преобразователя 10 сравнивается с сигналами датчика 4 нагрузки, их разность усиливается усилителем 12 и подается на привод 6, который перемещает груз механизма 5 40 до тех пор, пока разностный сигнал не станет равным нулю, Нагрузка снижается при этом таким образом, что механическое напряжение на образце 55 остается равным начальному. 45При нагружении образца 55 с помощью рычажно-рейтерного механизма 5 образец 55 начинает деформироваться, что приводит к уменьшению его сечения. Если шейка не образуется, то 50 изменение параметров датчиков блока 26 одинаковы, что приводит к оди" наковому изменению частоты генераторов блока 27. Генераторы блока 27 с помощью ключей 28 поочередно подклю чаются к сумматору 29, сигнал с которого поступает на частотный детектор 30, На выходе частотного детекто" ра 30 за один цикл работы тактового генератора 49 и дешифратора 50 вьщеляется ступенчатая кривая с амплитудами ступенек, пропорциональным нзменению частоты. Постоянные напряжения,пропорциональные изменениям крайнихемкостей по длине образца, подаютсяна ключи 31 и 32 соответственно, скоторых они поступают на запоминающие элементы 35 и 36, а с них - на сумматор 37. На входы блока 38 вычитания поступают сигналы от сумматора 37 с частотою детектора 30, Если разность двух этих сигналов меньше, нуля, то триггер 39 находится в таком состоянии, что ключ 33 закрыт, а ключ 34 открыт, Элемент НЕ 40 фиксирует состояние триггера 39 относительно ключа 34. В этом случае постоянное напряжение отслеживает схема 7 измерения деформации.В том случае, если сигнал на вхо" де блока 38 вычитания больше нуля, то выходной сигнал блока перебрасывают триггер 39, который открывает ключ 33 и закрывает ключ 34. Сигнал с частотного детектора 30 поступает на вход пикового детектора 41, на выходе, которого возникает постоянное напряжение, пропорциональное максимальному изменению площади сечения образца. Оно подается на вход блока 42 вычитания, где вычитается из постоянного напряжения, пропорционального начальной площади от источ" ника 45 опорного напряжения. После этого разность этих двух напряжений, пропорциональная площади сечения шейки, логарифмируется в блоке 43 логарифмирования и суммируется сумматором 44 с опорным напряжением отисточника 46, пропорциональным логарифму начального напряжения. Через открытый .ключ 33 напряЖение подается на экспоненциальный преобразователь 10, с выхода которого оно поступает на блок 11 вычитания, где сравнивается с сигналом от датчика 4 нагрузки, усиливается усилителем 12мощности и поступает на привод 6.В том случае, если шейка пробегает вдоль образца и исчезает, устройство переключается в первоначальное состояние.Запуск схемы управления устройства осуществляется генератором 47 пускового импульса, который черезтриггер 48 запускает генератор 49ираж 82 ВНКИПИ Заказ 2924/ одписн филиал ШШ фЧ 3 атеат роектна жгоро 9 10 тактовых. импульсов, управляющий работой дешифратора 50 и поочередно подключающий датчики блока 26 и соответствующие им генераторы блока 27 к сумматору 29. В момент переключения триггера 39 запускается одновибратор 53, сигнал с которого в сумматоре 54 суммируется с выходным сигналом датчика 3 усилия, и на диаграмме де- формация-время регистратора 9 появляются отметки в моменты, когда образуется и исчезает шейка в образце.фиксация момента разрушения образца осуществляется следующим образом. 8946810В момент разрушения на выходеэкспоненциального преобразователя 23появляется постоянное напряжение,так как на входе, соответствующемдатчику 4 нагрузки, оно резко падаетдо нуля. Сначала напряжение дифференцируется блоком 52 и запускает одновибратор 51, переключающий триггер 48. Сигнал с выхода одновибрато О ра 51.можно использовать для выключе"ния всего устройства.Устройство позволяет проводить испытания с высокой степенью точностив результате поддержания постоянного 15 напряжения в образце как до образования шейки, так и при ее наличии.