Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Грунтовые основания
Опорные сооружения





















Яндекс.Метрика

Изменение линейных и угловых перемещений

Перемещения фиксированных точек определяют приборами механического и оптического типа, с помощью электрических преобразователей. В механических приборах перемещение с помощью системы рычагов или шестерёнок преобразуется в отклонение стрелки прибора. К ним относятся барабанно-шестерёнчатый индикатор (рис. 2.1), рычажный тензометр. Цена давления приборов 0,1...0,01 мм.
Прогибомер состоит из корпуса, барабана и системы шестерёнок. Поворот барабана вызывается перемещением огибающей его два раза проволоки толщиной 0,25...0,4 мм. Один конец проволоки крепят к конструкции, а к другому подвешивают груз 1...3 кг.
Корпус прибора прикрепляют струбциной к неподвижной опоре (рис. 2.2). Нить перед опытами желательно подержать некоторое время в натянутом грузом состоянии.
Изменение линейных и угловых перемещений
Изменение линейных и угловых перемещений

Индикаторы часового типа ИЧ-10, ИЧ-25, ИЧ-50 крепят к неподвижной опоре. Конец индикатора с шарниром упирают в поверхность конструкции. Место контакта должно быть гладкое. Часто между шариком прибора и конструкций приклеивают стеклянную пластинку.
С помощью прогибомеров можно измерить углы поворота сечений (рис. 2.2).
Специальными приборами, предназначенными для измерения углов поворота конструкций в заданном сечении, являются клинометры (рис. 2.3). Клинометр струбциной закрепляют на конструкции, устанавливают с помощью микрометрического винта в горизонтальное положение и снимают отчёт по лимбу. Разность отчётов равна искомому углу поворота сечения.
Тензометр Аистова предназначен для измерения приращения расстояния между двумя точками на поверхности медленно деформируемых тел (рис. 2.4).
Изменение линейных и угловых перемещений

Основными частями прибора являются: корпус, телефон ТМ-2А, элемент А-332. Тензометры проверяют на тарировочной машине УКПА-5А. Опорный нож 1, закреплённый винтом 2, может передвигаться по направляющим станины 15. Вилка 3 прикреплена к призме 4. Тензометр устанавливают на поверхность испытываемого элемента и прижимают к последнему струбциной. Выдвигают микрометрический винт вращением лимба 10, пока остриё 9 не коснётся пера 5, что узнаётся по электросигналу. Берут отсчёт С1 по шкале, пользуясь указателем 11. После взятия отсчёта винт слегка отводят от пера 5. После приложения нагрузки база прибора l изменит свою длину на ±Δl. Вращая лимб, доводят острие винта вдоль до соприкосновения с пером и читают новый отсчёт С2. Разность отсчётов ΔС = С1 + С2 пропорциональна Δl, т.е. Δl = кАС , где к - коэффициент пропорциональности, равный цене одного деления шкалы лимба; к = 0,001 мм. Увеличение тензометра ТА-2М равно 1000.
К оптическим приборам измерения перемещений относят теодолиты, нивелиры, стерефотокомпараторы. Стереофотограмметрический метод измерения перемещений используют в тех случаях, когда необходимо определить пространственное положение объекта.
Механические величины (деформации, перемещения, усилия, ускорения) часто измеряют с помощью электрических преобразователей. В индуктивных преобразователях перемещения определяют на основании зависимости индуктивного сопротивления катушки переменного тока от перемещения деталей магнитопровода. В ёмкостных преобразователях используют зависимость расстояния между пластинами конденсатора и его ёмкостью. Перемещение также измеряют металлической линейкой, штангенциркулем, фотограмметрическим и прецизионным методами.
Тензорезисторные преобразователи являются наиболее распространённым средством преобразования деформации твёрдого тела в электрический сигнал. Метод основан на способности проводниковых и полупроводниковых материалов изменять омическое сопротивление при деформировании материала. Чувствительный элемент изготавливается из проволоки диаметром 10...25 мкм или фольги толщиной 2...5мкм. Его приклеивают к поверхности объекта (рис. 2.5) через бумажную или плёночную подложку.
Изменение линейных и угловых перемещений

Выходным сигналом тензорезистора является омическое сопротивление ΔR/l. Отношение (ΔR/R)/ε = Кт называют коэффициентом тензочувствительности. Для датчиков необходим малый температурный коэффициент сопротивления. Изменения сопротивления тензорезистора при температурных перепадах окружающей среды может вызвать значительные погрешности. Обычно проводниковые тензорезисторы изготавливают из сплавов меди с никелем. Петлевые проволочные тензорезисторы выпускают с минимальным сопротивлением 60...400 Ом и базой измерения l= 5...100 мм. Недостатком петлевых тензодатчиков является их поперечная чувствительность.
Фольговые тензорезисторы изготавливают фотолитографическим способом из тонкой константановой фольги толщиной 2...5 мкм. Нанесённая на фольгу клеевая плёнка служит подложкой. Прямоугольное сечение фольговых элементов обеспечивает эффективный отвод тепла. Это позволяет в 3-4 раза повысить плотность питающего тока и получить больший выходной сигнал. У фольговых тензодатчиков низкая поперечная чувствительность и высокая технологичность изготовления. Датчики могут быть изготовлены с очень малой базой и любой формы.
Изменение линейных и угловых перемещений

Полупроводниковые тензорезисторы изготавливают из монокристаллов кремния или германия. Электроэрозионной резкой можно получить пластины толщиной 0,05...0,1 мм, шириной 0,5...1 мм. Из них изготавливают тензорезисторы с базой 5...15 мм. Монокристаллические полупроводниковые тензорезисторы могут без подложки приклеиваться к поверхности. Чувствительность их примерно в 60 раз превосходит чувствительность проводниковых тензодатчиков. Однако у них высокий температурный коэффициент сопротивления (примерно в 60 раз больший, чем у константана), низкий предел усталости, ограниченный диапазон деформирования ( ±0,2%).
Пример расстановки измерительных приборов показан на рис. 2.6 (БЖ-2011-№ 3). Формулы для вычисления главных напряжений приведены в табл. 2.1.
Изменение линейных и угловых перемещений

Изменение линейных и угловых перемещений

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: