Высокотемпературный тензометр

51)5 С 01 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСА ВТОРСНОМУ СВИ ЕЛЬСТВУ азцов пританиях. Цельточности изме ысоко зобре змере ратурном тен вочный зажим оторой устаенный в виде зометрзакрепл ССР 88. тензометрада 4, каждыйиде трубки и ТВНЗОИЕТРся к измери 54) ВЫ 57) Из е.пьной из которыхемкости 5 ыполнен чувстви ьзуется д,780.2 (088.8)орское свндетельств6, кп, С 01 В 7/16,ОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙбретение относиттехнике и испол 801597 РЕТЕНИ ия деФормации об емпературных исп ения - повышение ий. В высокотемп подвижный устан н на оси 8, на влек толкатель, выпол коромысла. В корпусе расположены два элек ным токопрово3 159752325 30 35 40 разом,50 55 дящим.элементом 6 в виде расплавляющейся прослойки. Электроды 4 и емкости 5 сообщаются. Плечи коромысла 7размещены в емкостях 5. Тенэометрсоединен с измерительной аппаратуройтокоподводами 11, При проведениииспытаний поворот подвижного установочного зажима на оси 8 вызывает поворот коромысла 7. При этом одно изплеч коромысла погружается в чувствительный токопроводящий элемент 6 итот заполняет внутреннюю часть электрода 4, уменьшая электросопротивлениеа другое плечо выходит из емкости 5 Изобретение относится к измерительной технике и используется для измерения деформаций образцов при высокотемпературных механических испьтаниях.Цель изобретения - повышение точности измерений,На фиг. 1 показан тензометр, общий вид; на фиг, 2 - то же, разрез; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг, 2; на фиг, 4 - сечение Б-Б на фиг, 3.Тензометр содержит корпус 1, подвижный 2 и неподвижный 3 установочные зажимы, электроды 4, каждый из которых выполнен в виде электрически изолированной трубки, емкости 5 с чувствительным токопроводящим элементом 6 в виде расплавляющейся прослойки, толкатель 7, выполненный в виде коромысла, плечи которого размещены в емкостях 5, герметизирующеа приспособление для подвижного зажима 2, выполненное в виде закрепленных на поворотной оси 8 зажима мембранных коробок 9, открытыми торцами поджатыхк стенке корпуса оппозитно одна другой, электроизолятор 10 и токоподводы 11. Трубки электродов 4 могут быть выполнены различной формы в зависимости от требуемого диапазона измерений. Наиболее удобной формой, выполнения является спираль-электроды 4 с чувствительным гидропроводящим элементом 6, в их каналах переменное электросопротивление, одинаково изменяющееся по мере изменения полноты заполнения этих каналов, При полностью незаполненных каналах электроды 4 имеют одинаковое наибольшее возможное электросопротивление, а при и, следовательно, электросопротивле-ние соответствующего электрода увеличивается. Температурная погрешностьсуммарного электросолротивленияуменьшается, а точность измерений повышается, Высокотемпературный тензометр позволяет повысить точностьизмерения за счет исключения влиянияна электросопротивление электроизмерительной цепи окружающей тензометр.атмосферы, а также за счет уменьшениявлияния не поддающихся учету колебаний температуры около заданного уровня. 3 з.п,ф-лы, 4 ил.полностью заполненных - одинаковое наименьшее возможное, Установочные зажимы 2 и 3 закреплены в корпусе 1 на заданном расстоянии и образуют базу тензометра.Герметизирующее приспособление исключает проникновение в полость корпуса 1 окружающей его атмосферы,не препятствуя повороту оси 8. Наповерхности контакта корпуса 1 с мембранными коробками 9 может быть нанесено покрытие из материала, различающегося при повышенной температуре,например, в виде пленки легкоплавкойкерамики, которое при вдавливаниив него торцов мембранных коробок 9повышает герметичность из подвижногосоединения с корпусом 1,Мембранная коробка 9, ось 8, токоподводы 11, находящиеся снаружи корпуса 1, установочные зажимы 2 и 3 могут быть покрыты защитным слоем дляпредотвращения их взаимодействия сатмосферой. Поворотная ось 8 жесткосоединена с подвижным зажимом 2 и толкателем 7, Электроизолятор 10 исключает взаимный электрический контакт плечей толкателя одно с другим и с поворотной осью 8.Тензометр работает следующим обПеред началом испытаний зажимы 2 и 3 с фиксированным расстоянием между их установочными кромками закрепляют на испытуемом образце. При этом плечи коромысла 7 могут быть предварительно установлены симметрично относительно продольной оси корпуса 1. Обе измерительные цепи соединяют параллельно посредством токоподводов 11,подключают к регистрирующему прибору, например омметру, и проверяют наличие электрического контакта в цепи. При необходимости в зависимости от условий испытаний создают в зоне образца с тензометром вакуум или нужную атмосферу с заданным давлением, Нагревают образец с тензометров до температуры испытаний и выдерживают до стабилизации температурного режима, в результате чего чувствительный токопроводящий элемент 6 в виде прослойки расплавляется. При этом благодаря герметизирующему приспособлению в виде мембранных коробок 9 и контролируемой атмосфере в полости корпуса 1 исключено отклонение химического состава прослойки от исходного значения, так как исключено взаимодействие этой прослойки с внешней атмосферой, а следовательно, исключена и погрешность измерения, обусловленная зависимостью электросопротивления прослойки от ее химического состава.Тензометр готов к работе.Перед нагружением испытуемого образца измеряют электросопротивление Ко в измерительных цепях, соединенных параллельно, для получения начальной точки отсчета, Величина электросопротивления каждой из цепей (К 1 и К соответственно) зависит от величины электросопротивлений: К ц - токоподводов 11, К - прослойки в1э канале трубки электрода 4, К - участка трубки электрода 4, заполненного3расплавом прослойки и К - участказэтой трубки, не заполненного расплавом прослойки. При этом каждое из электросопротивлений К и К , соответствующих равновесному количеству расплава прослоек в каналах каждой из трубок электродов 4, составляОВ ходе нагружения испытуемого образца по мере его деформирования происходит поворот установочного подвижного зажима 2 на оси 8 на угол щ, который связан с величиной деформации Д 1 образца и радиусом г вращения с установочного подвижного зажима 2 соотношением Й 1 = г з 1 п ф. На этот же угол д( поворачиваются и закрепленные на оси 8 плечи толкателя, одно из которых погружается 97523 6в расплав прослойки, адругое извлекается из расплава. Благодаря идентиЧности выполнения и симметричностирасположения относительно продольной5оси корпуса 1 емкостей 5 с плечамитолкателя 7 при перемещении последнихв расплавах прослоек происходит одинаковое по величине и разное по знакуизменение уровней этого расплава вэлектродах 4. Там, где толкатель 7погружается в расплав прослойки, уровень этого расплава поднимается, а. там, где толкатель 7 извлекается израсплава, уровень опускается. Соответственно этому в каждой из трубокэлектродов 4 изменяется соотношениедлин заполненных и незаполненныхрасплавом прослоек участков, что вле чет изменение электросопротивленияэтих трубок. Там, где уровень расплава прослойки поднимается и увеличивается длина участка трубки, заполненного этим расплавом, электросоп ротивление уменьшается на некоторуювеличину, а там, где уровень расплава прослойки опускается и уменьшаетсядлина участка трубки, заполненного этимрасплавом, электросопротивление уве О личивается на эту же величину. Приэтом из-за отклонения от равновесного количества расплава прослоек вканалах трубок электродов 4, обеспечивающего исключение температурнойзависимости электросопротивления измерительных цепей в исходном (до деформирования образца) положении,плечей толкателя 7 симметрично относительно продольной оси корпуса 1, в 40 ходе деформирования испытуемого образца в той трубке электрода 4, гдеэлектросопротивление уменьшается, принеконтролируемом отклонении темепратуры от заданнрго уровня возникает 45 погрешность д одного знака, обусловленная избытком над равновесным количеством расплава прослойки в каналетрубки электрода 4, а в другом электроде, где электросопротивление возрас О тает, возникает такая же по величине погрешность другого знака, обусловленная недостатком до равновесного количества расплава прослойки вканале трубки электрода 4. Темпера турная погрешность Ксуммарногоэлектросопротивления К обеих измерительных цепей (абсолютная погрешность)составляет Р= Х(К, - К.)/4 К,а относительная погрешность Ф /К97523 715соответственно А; В .=Х(1 В - 1/Й 2) .Поскольку в каждой йз измерительныхцепей температурная погрешностьэлектросопротивления зависит от величины отклонения этого электросопротивления от 2 К, не имеющего температурной погрешности, то при выполнениитензометра с соответствующей величиной К, максимальное значение д призаданной температуре измерений можетбыть обеспечено меньше любой напередзаданной малой величины, а при выполнении измерительных цепей с отношением максимального к минимальномузначению электросопротивления меньше2 относительная температурная погрешность суммарного электросопротивленияобеспечена меньше относительной погрешности каждой из измерительных цепей.По мере деформирования испытуемого образца измеряют суммарное электросопротивление соединенных параллельно измерительных цепей и вычитают из измеренной величины начальное(до деформирования образца) значениеэлектросопротивления этих цепей, врезультате чего получают изменениесуммарного электросопротивления с 3 Б.По калибровочным зависимостямг, 3 дп В ф= В 1 от Д К(функциям пр еобразования тензометра) находят величину дефррмации испытуемого образцапри данной температуре,После испытаний при необходимостиустановочный подвижный зажим 2 приводят в исходное положение и охлаждают тенэометр, после чего он готовк новому циклу измерения.Высокотемпературный тензометр позволяет повысить точность измеренияза счет исключения влияния на электросопротивление электроизмерительнойцепи окружающей тензометр атмосферы,а также за счет уменьшения влиянияне поддающихся учету колебаний температуры около заданного уровня.Формула и з о б р е т ения 1, Высокотемпературный тензометр)содержащий корпус из термостойкогоэлектроизолирующего материала, подвижный и неподвижный установочные зажимы, электрод, емкость с чувствительным токопроводящим элементом ввиде расплавляющейся прослойки, толкатель, связанный с подвижным установочным зажимом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияточности измерений, тензометр снабжендополнительными электродом и емкостью, каждый из электродов выполнен в виде электрически изолированнои трубки, сообщающейся с соответствующей емкостью, толкатель выполнен в виде коромысла, плечи которогоразмещены соответственно в емкостяхУа электроды и прослойка выполнены изматериалов с различными температурными коэффициентами электросопротивления. Тензометр по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что материал расплавляющейся прослойки имеет отрицательный температурный коэффициентэлектросопротивления, а электродыположительный."3, Тензометр по и, 1, о т л и ч аню щ и и с я тем, что трубки электродов выполнены в виде спиралей.4, Тензометр по п, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что снабжен герметизирующим приспособлением для подвижного зажима, выполненным в видезакрепленных на поворотной оси захвата мембранных коробок, открытыми торцами поджатых к стенке корпуса Оппозитно одна другой, 15975231597523 5 7 Составитель Т. КеленинаРедактор О. 1 црковецкая Техред . Л.Олийнык Корректор С. Иевкун "й.щеЕЕ Заказ 3039 Тираж 501 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5