Прибор для определения тепломеханических свойств кожи

ОЛ ИСАНИЕрыво 1 зИЗОБРЕТЕН ИЯ 1М АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬС 7 ВУ Союз Советских Социалистически Ресаблик(45) Дата опубликования описания 10.11.76(51) М. Кл. 6 01 М 27/00 Госудьрстеенньй комитет Совать Министров СССР по делам изобретений и отнрытий(54) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КО;л:ИИзвестны приборы для определения тепломеханических свойств кожи, содержащие зажимы для закрепления образца, помеленного внагреваемую жидкость, датчики температурыи электронный потенциометр для записи и ре-гистрации показаний,У сушествуюших приборов наблюдается недостаточная точность измерения,Предлагаемый прибор позволяет устранитьуказанный недостаток. 10Достигается это тем, что прибор имеетдополнительный датчик усилия, расположенный на упругой пластине механизма закрепления образца, задатчик усилия, выполненныйна переключаемых калиброванных сопротивле-ниях, соединенных в мостовую схему, и усилитель, вход которого электрически связанс мостовой схемой, а выход которого подключен к приводу для растягивания образца.На фиг, 1 изображена схема описываемо- Ого прибора; на фиг. 2 и 3 - электрическаясхема прибора,Блок измерения (фиг. 1) включает в себя ванну 1, в которую наливают нагреваемуюжидкость. Для слива жидкости служит слив б ной кран 2, В нагреваемую жидкость помещен образец 3, а также термометр сопротивл.ния 4, стеклянныи термометр 5 и нагреватель 6, используемые для измерения и регулирования температуры. Механизм для закрепления образца содержит зажим 7, подвешенхый к упругоЙ пластине 8 с наклееннымина нее двумя парами тензодатчиков 9. Пластина 8 запрессована в оправку 10 и установлена неподвижно. Стойка 11 с помошьюэлектродвигателя 12, редуктора 13 и зубчело-реечной передачи 14 перемещается внаправляющих 15 и растягивает образец. Состойкой 11 кинематически жестко связандвижок реохорда 16, являюшийся датчикомположения нижнего конца образца и используемый в системе регистрации изменениядлины образца. Со стойкой 11 также жестко связан сердечник дифференциально-трансформаторного датчика 17, положение катушки которого регулируется с помощью маховичка 18 и зубчато-реечной передачи 1 9,С первым дифференциально-трансформаторнымдатчиком 17 электрически связан второй датчик 20, сердечник которого перемещается,кулачком 21, приводимым электродвигателем 2 через сменную зубчатую пару 22 и редуктсю 23Я-, приборе использован стандартный трехточечный электронный мост.Злектрическая схема прибора (фи, 2 исостоит из термометра сопротивленияензсдатчиков " 1. и В, реохордааположение движка реохорда определяет фактическую длину образца), включенных в соответствующие измерительные схемы, с которых унифицированные выходные сигналь поступают соответственно на 1,11 и П 1 входы моста. Питание данных измерительных схем осуществляется от трансформатора-усилителя Ус 1 напряжением( 6ю,.ре многоточечный переключатель Г. сигналы поступают на входной реохорд , сппктеля Ус 1, который, воздействуя на двки эиь о в 3, устанавливает движок реохорда К р у в положениесоответствующее поступупаюшему сигналу, т.е. величине измеряемого пара- ,1 ра, Благодаря этому на ленточной диаграь;е прибора осуществляется синхроннач запись температуры жидкости нагрузки на образец к изменения длины сЬразца, Сопротивления кзмерктельных схем подобраны так, чтобы обеспечивался необходимый дкаг=зск измерения указанных параметров (темпвратуюы О - 120 С; усилия 0-200 с кз.:епеккя длины + 15 мм прк начальной длипе сюразца оО клк 40 мм),Схс";ой предусматривается также перекль-.,чатель П 2, с помощью которого выход :,:.ажпой измерительной схемы может быть подключен к входу усилителя Ус 1 непосредственно (помимо многоточечного переи;пачателя П 1 электронного моста). Это дает возможность вывести на непреюывную регкстри-.-.ю только один требуемый изме.квмьй параметр.Б;-ход дспслнительного усилителя Ус 2с помощью переключателя п 3 подкл ючается к;и; к измерительной схеме, включающей дк ференцкалькс- трансформаторные датчики перемещения ИД 1 к ИД, или к схеме, сок.,: ссмсткк дифференциально-трансформаторного датчкка И Й 1, сердечник которого пере,:ещастся в соответствии с инни длки., ссразца, к дифференциально-трансформаторного датчика И 51, сердечник которогоперемещается кулачком, включены встречно, Благодаря этому при положении Ц переключателя П 1 двигатель Дв 1, подключенный к вы ходу усилителя Зсмк, всегда устанавливает сердечник датчика И,ц 1 в положение, соответствующе положению сердечника датчикаИЫ. Лрк включении двигателя Дз 1 выключателем 51 и программном перемещении кулачком 4сердечника датчикаИЮ стойка, связанная с сердечником датчика ИИи нижним концом образца, повторяет перемещение седечника датчика ИИ, обеспечивая тем а мым программное изменение длины образ ца,Тензсдатчкки 31 к%- вк; ючены вчены в мостовую схемУ выходной сигнал кото о"рои пропорционален нагрузке на образец, При положении 1 переключателя П) вращение двип 1гателя Йв, изменяющего длину образца, компенсирует изменение нагрузки, которое возникает вследствие гидротермической усадки образца. Благодаря этому усилие, приложенное к образцу, остается постоянным, С помощью переключателя Й 4 задают требуемую нагрузку на образец.Питание указанных двух схем производится от трансформатора усилителя снапряженкем ЦСхема прибора содержит также автотрансформатор Тр и реле Р 1 и Р 2, подключенные к регулирующему выходу электронного моста для первой точки (температура жидкости). Катушка реле Р 1 включается через замыкающий контакт реле Р с 1 (реле срабатывает прк температуре ниже нижнего заданного значения) и исполнительный контакт К схемы электронного моста, катушка реле Р - через замыкающий контакт реле Р (реле срабатывает при температуре выше верхнего заданного значения) и исполнительный контакт К. Контакты реле Р к Р вклкьчекы в цепь электронагревателя Н так, что при температуре ниже нижнего заданного значения нагреватель включен на полное напряженке сети (большая скорость нагрева), при температуре выше нижнего, но ниже верхнего заданного значения, нагреватель включен на неполное напряжение сети, устанавливаемое вручную рукояткой автотрансформатора (малая скорость нагрева), а при температуре выше верхнего заданного значения нагреватель отключен.К омер этого, в схеме прибора используется общее включающее реле Р, кнопка запуска Кн, кнопка отключения Кс и ряд других вспомогательных элементов.П ибр ор работает следующим образом.Первоначально устанавливают стойку 11 с нижним зажимом в исходнбе положениет,е. в положение, соответствующее номинальному расстоянию между зажимами и требуен омои рабочеи длине образца. Для этого после включения и прогрева прибора переключатель ПХ устанавливают в положение 1 Ч П ереключатель ПЪ в положениипи выключатель В 1 включают двигатель Дв 2 программного задатчика. При этом катушка датчика 17 должна находиться в исходном положении. При врашенин кулачка 21 программного задатчиказа синхронным перемещением стойки 11 снижним зажимом следят по показаниям электронного моста. При установкс стойки в исходное положение двигатель Дв 2 программногозадатчика отключают и в зажимы без затягапомешают образец. Затем в ванну наливаютсоответствующую жидкость. Переключательпереводят в положение 1Задатчиками электронного моста устанав Оливают значение температуры, до которойнагрев может производиться быстро, и значение максимальной температуры, котораядолжна поддерживаться автоматически. Спомощью движка автотрансформатора устанавливают требуемую скорость нагрева врабочем диапазоне температур.Для снятия зависимостей при постоянномусилии переключательпЬустанавливают в положение 1, переключателем П 4 выбирают 20требуемую нагрузку на образец, КнопкойКн прибор включают в работу. Первоначально включено реле 3, (мало), срабатываетреле Р 1 и на нагреватель П подается полное напряжение. Происходит быстрый нагрев 25жидкости, По достижении первой уставкитемпературы отключается реле Р о и релеР 1, и через размыкаюшие контакты релеР 1 и Р 2 на нагреватель подается напряжение с части обмотки автотрансформатора Тр, 30и дальнейший нагрев происходит с небольшой заранее заданной скоростью. В,ходепроцесса нагрузка на образец, воспринимаемая тензодатчиками, автоматически поддерживается постоянной, несмотря на изменение длины образца, По достижении заранеезаданной максимальной температуры срабатывают реле Р и Р 2, нагреватель отключается. В дальнейшем данная температураподдерживается постоянной автоматически. 4 ОВ ходе процесса температура жидкости, нагрузка на образец и длина образца регистрируются на ленточной диаграмме прибора,по которой можно определить все необходимые характеристики: температуру сваривания, величину усадки при различных температурах, релаксационные зависимости припостоянной температуре и пр,Для снятия зависимостей при постоянной 50 длине образца после его установки переключатель П 2 ставят в положение 11, а переключатель ПЗ - в положение Ц. Наблюдая по шкале электронного моста, вращают маховичок 18, При этом катушка датчика 17(ИД 1) 55 перемещается, в связи с чем положение сердечника относительно катушки изменяется.При этом двигатель 12 будет перемешать стойку 11, изменяя длину и натяжение образца до тех пор, пока сердечник датчика 60 17 не займет относительно катушки прежнего положения, соответствующего положению сердечника в датчике 20. Установив таким путем требуемое начальное усилие на образец, дальнейшую работу проводят так же, как и в предыдущем случае.Следует отметить, что установка заданного усилия или его изменение могут проводиться после достижения необходимой температуры, что, например, необходимо дляполучения релаксационных зависимостей приразличных температурах,По ленточной диаграмме прибора в этомслучае могут быть определены температурасваривания, релаксационные зависимости, ме.ханоупругие свойства и пр,Для получения зависимостей усилие - деформация после установки образца и достижения заданной температуры выключателемВ 1 включают двигатель Дв 2 программногозадатчика перемещения, При этом двигательДв 1 производит изменение длины образцав точном соответствии с программок, заданной профилем кулачка,Данные зависимости могут быть получены непосредственно после гидротермического воздействия на том же образце. Для этого по окончании процесса нагрева и достижения предусмотренной экспериментом температуры переключатель П 2 переводят в положение 111, переключатель ПЗ в положение 11 и вращением маховичка 18 добиваются требуемой нагрузки на образец. Затем переключатель П 2 возвращают в положение 1 и включают двигатель программного задатчика переме - щения,Полученные зависимости могут быть ис - пользованы для определения числа поперечных ковалентных связей в коллагене, релак - сационных и физико-механических характеристик образцов.Формула изобретенияПрибор для определения тепломеханических свойств кожи, содержащий механизм для закрепления образца, выполненный в виде упругой пластины и зажимов, размещенный в ванне с нагреваемой жидкостью, блок измерения, включающий датчики температурь и усилия, электрически связанные с электронным многоточечным мостом и приводом для растягивания образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, прибор имеет дополнительный датчик усилия, расположенный на упругой пластине механизма закрепления образца,задатчик усилия, выполненный на переключаемых калиброванных сопротивлениях, соединенных в мостовую схему, и усилитель, вход которого электрически связан с мостовойсхемой, а выход подключен к приводу длярастягивания образна.525013 едакто каз 5113/562БНИИПИ Тираж 1029 Подписное осударственного комитета Совета Минис по делам изобретений и открытий 5, МоскваЖ, Раушская наб., д,4/5