Пристрій для вимірювання деформації

Реферат: UA 121773 U UA 121773 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вимірювальної техніки і може бути використана при створенні систем вимірювання великих деформацій і переміщень зразків або конструкцій. Як аналог прийнято пристрій для вимірювання деформації (Заявка ФРГ № 3207805, G 01 В 7/22, 1983 г.), що містить опорний елемент, який виконано у вигляді U-подібної стрічки, призначений для кріплення до контрольованого об'єкта, і закріплені на ньому електроди ємнісного датчика зазору. Ознаки, що збігаються з ознаками корисної моделі, що заявляється, такі: - два електроди ємнісного датчика, які закріплено на опорному елементі, призначеному для кріплення до зразка. Причина, що перешкоджає одержанню очікуваного технічного результату, є така: - малий діапазон вимірювання деформації зразка, тому що досить важко зберегти при деформації зразка для U-подібної форми стрічки паралельність пластин електродів. За прототип прийнято пристрій для вимірювання деформації (патент РФ№ 2040777, МПК G01B 7/16 (1995.01), опубл. 25.07.1995), що містить опорний елемент, призначений для кріплення до контрольованого об'єкта, і закріплені на ньому електроди ємнісного датчика зазору. Опорний елемент виконано у вигляді пари Г-подібних струмопровідних пластин, виступи яких розташовані паралельно один одному і мають діелектричне покриття на взаємно повернених поверхнях і виконують функції електродів ємнісного датчика зазору. Ознаки, що збігаються з ознаками корисної моделі, що заявляється, такі: - два електроди ємнісного датчика з ізоляційним покриттям, які закріплено на парі опорних елементів, призначених для кріплення до зразка. Причини, що перешкоджають одержанню очікуваного технічного результату, є: - малий діапазон вимірювання деформації зразка, тому що переміщення електродів ємнісного датчика повинно бути менш, ніж розміри пластин електродів; - вимірювання деформації можливо тільки для зразків із електроізоляційного матеріалу. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для вимірювання деформації шляхом зміни конструкцій електродів ємнісного датчика та опорних елементів, що дозволить збільшити діапазон вимірювання деформації зразка, який може бути виконано зі струмопровідного або електроізоляційного матеріалу, і за рахунок цього розширити технологічні можливості пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для вимірювання деформації, що містить два електроди ємнісного датчика з ізоляційним покриттям, які закріплено на парі опорних елементів, призначених для кріплення до зразка, згідно з корисною моделлю, один з електродів виконано у вигляді зовнішнього порожнистого циліндра, всередині якого розміщено другий електрод, виконаний у вигляді циліндричного стрижня, коаксіально з можливістю осьового переміщення, а кожний опорний елемент виконано у вигляді стояка під бокову поверхню електрода, притискної планки та опорної планки для кріплення до зразка, з'єднаних болтовим кріпленням, причому на поверхнях стояка та опорної планки для кріплення до зразка розміщено пружні діелектричні прокладки. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, і очікуваним технічним результатом, необхідно відзначити таке. Ознака "один з електродів виконано у вигляді зовнішнього порожнистого циліндра, всередині якого розміщено другий електрод, виконаний у вигляді циліндричного стрижня, коаксіально з можливістю осьового переміщення" дозволяє збільшити діапазон вимірювання деформації зразка та розширити технологічні можливості пристрою. При цьому зміна розмірів зразка (подовження) може бути порівняна з розмірами електродів ємнісного датчика. Ознака "кожний опорний елемент виконано у вигляді стояка під бокову поверхню електрода, притискної планки та опорної планки для кріплення до зразка, з'єднаних болтовим кріпленням, причому на поверхнях стояка та опорної планки для кріплення до зразка розміщено пружні діелектричні прокладки" дозволяє проводити вимірювання деформацій для зразків, які можуть бути виконано зі струмопровідного або електроізоляційного матеріалу, та за рахунок цього розширити технологічні можливості пристрою. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 показано поздовжній розріз пристрою для вимірювання деформації, на Фіг. 2 - переріз Б-Б, а на Фіг. 3 - переріз А-А. Пристрій для вимірювання деформації містить два електроди ємнісного датчика 1 і 2 з ізоляційним покриттям, які закріплено на парі опорних елементів3 і 4, призначених для кріплення до зразка 5. Електрод 1 виконано у вигляді зовнішнього порожнистого циліндра, а електрод 2 розміщено всередині електрода 1, виконано у вигляді циліндричного стрижня та встановлено коаксіально з можливістю осьового переміщення (Фіг. 1). Опорні елементи 3 1 UA 121773 U 5 10 15 20 25 30 (Фіг. 3) та 4 (Фіг. 2) виконані у вигляді стояків 6 і 7 під бокові поверхні електродів 1, 2, притискних планок 8, 9 та опорних планок 10 і 11 для кріплення до зразка 5. Електрод 1 встановлено на стояк 6 та зафіксовано притискною планкою 8 та опорною планкою 10 до зразка 5 між болтовим кріпленням 12 (Фіг. 3). Електрод 2 встановлено на стояк 7 та зафіксовано притискною планкою 9 та опорною планкою 11 до зразка 5 болтовим кріпленням 13 (Фіг. 2). На поверхнях стояків 6, 7 та опорних планок 10, 11 для кріплення до зразка 5 розміщено пружні діелектричні прокладки 14, 15 відповідно. Електроди ємнісного датчика 1 і 2 з'єднано з системою вимірювання (на кресленні не показано) за допомогою струмовідводів 16 і 17 (Фіг. 1). Пристрій працює таким чином. Попередньо електрод 1 встановлюють на стояк 6 і фіксують притискною планкою 8 та опорною планкою 10 до зразка 5 болтовим кріпленням 12. Електрод 2 встановлюють на стояк 7 та фіксують притискною планкою 9 та опорною планкою 11 до зразка 5 болтовим кріпленням 13. Пружні діелектричні прокладки 14, 15 дозволяють надійно зафіксувати опорні елементи 3 і 4 з електродами ємнісного датчика 1, 2 на зразку 5. Між опорними елементами 3 та 4 з електродами ємнісного датчика 1 і 2 на зразку 5 фіксують початкову відстань l0. Утворений електродами ємнісного датчика 1 і 2 конденсатор через струмовідводи 16, 17 з'єднують з системою вимірювання та визначають його початкову ємність С 0. До кінців зразка 5 (за межею l0) прикладають сили розтягнення або стиснення. Під дією цих сил відбувається деформація зразка 5, початкова відстань l0 між опорними елементами 3, 4 з електродами ємнісного датчика 1, 2 змінюється на величину Δl. Пропорційно Δl (з коефіцієнтом пропорційності к) змінюється ємність конденсатора на величину ΔС (Δl=к ΔС), яку реєструє система вимірювання. Відносну деформацію зразка 5 визначають за формулою: ε=Δl/l0=к•ΔС/С0. При такій конструкції пристрою величина Δl може бути порівнянна з l0, тому що зміна ємності датчика відбувається за рахунок зміни площі бокових поверхонь електродів 1 і 2. "Повільні зміни" Δl можливо реєструвати, наприклад, за допомогою RLC-метра, а "швидкі" осцилографом, отримуючи діаграму змінити у часі. Таким чином, удосконалення пристрою, що заявляється, дозволяє збільшити діапазон вимірювання деформації зразка, який може бути виконано зі струмопровідного або електроізоляційного матеріалу та за рахунок цього розширити технологічні можливості пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Пристрій для вимірювання деформації, що містить два електроди ємнісного датчика з ізоляційним покриттям, які закріплено на парі опорних елементів, призначених для кріплення до зразка, який відрізняється тим, що один з електродів виконано у вигляді зовнішнього порожнистого циліндра, всередині якого розміщено другий електрод, виконаний у вигляді циліндричного стрижня, коаксіально з можливістю осьового переміщення, а кожний опорний елемент виконано у вигляді стояка під бокову поверхню електрода, притискної планки та опорної планки для кріплення до зразка, з'єднаних болтовим кріпленням, причому на поверхнях стояка та опорної планки для кріплення до зразка розміщено пружні діелектричні прокладки. 2 UA 121773 U 3 UA 121773 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4