Вимірювання напружень зсуву і кручення

При вимірюванні напружень кручення (обертового моменту) датчики наклеюють на зовнішню поверхню валу, що скручує і включають в мостову схему так, як показано на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Схема ввімкнення датчиків для реєстрації деформацій кручення

 

Датчики 1-й і 3-й сприймають стиск, а 2-й і 4-й – розтягування. Тому датчики 1-й і 3-й включають послідовно в одне плече моста, а 2-й і 4-й – в сусіднє плече. Деформація кожного з датчиків змінює струм в вимірювальній діагоналі моста в одному напрямку. Така схема забезпечує температурну компенсацію.

Якщо вал, який досліджується, крім кручення навантажений згинаючим моментом, то датчики, що розташовані на протилежних кінцях діаметру вала (1 і 3, 2 і 4) деформуються на однакову величину в протилежних напрямках. Враховуючи те, що кожна пара таких датчиків розташована в одному плечі моста, то сумарний опір плеча моста (R₁ + R₃ і R₂ + R₄) і струм в діагоналі моста при цьому не змінюється, тобто вплив згину на показ датчиків виключається.

Одним з елементів вимірювальної електротензометричної системи є реєструючий пристрій. Для реєстрації, як статичних так і динамічних процесів, переважно використовуються світлопроменеві осцилографи. Серійно випускається багато світлопроменевих осцилографів, які відрізняються конструктивним оформленням і технічними характеристиками, але усі вони побудовані приблизно по одній принциповій схемі.

Принципова схема осцилографа показана на рис. 2.6.

 

Рис. 2.6. Схема магнітоелектричного (шлейфового) осцилографа: 1 – лампа; 2, 3, 5, 8 – лінзи; 4 – вібратор; 6 – фотострічка; 7 – дзеркальце; 9 – барабан; 10 – призма; 11 – екран

 

Основним робочим елементом осцилографа є вібратор (шлейф). Вібратор 4 представляє собою гальванометр, котушка якого з метою зменшення моменту Інерції виконана у вигляді однієї петлі, розмішеної в магнітному полі сильного постійного магніту (рис. 2.7).

До петлі приклеєне дзеркальце площею біля 1 мм². Петля вібратора включена з вимірювальну діагональ моста, при проходженні струму через петлю вона разом з дзеркальцем, внаслідок взаємодії струму і магнітного поля, скручується на кут, пропорційний величині струму, що проходить через неї, тобто на кут, пропорційний деформації датчика.

Внаслідок малої маси вібратор практично безінерційний, що дає можливість досліджувати процеси з частотою коливань в декілька тисяч Герц.

Вібратор розташований в корпусі, що заповнений для заспокоювання коливань маслом, в корпусі е отвір, в якому вмонтована лінза 3.

Промінь світла від лампи 1проходить через щілину її корпуса, через лінзи 2 конденсатора, через лінзу 3 і падає на дзеркальце вібратора. Відбившись від дзеркальця, промінь проходить через лінзи 3 та 5 і надає на рухому фотострічку 6, яка може рухатись з різною швидкістю.

Якщо через вимірювальну діагональ моста струм не проходить, то дзеркальце вібратора знаходиться у вихідному положенні і на фотострічці викреслюється нульова лінія.

Якщо через вимірювальну діагональ моста проходить струм постійної величини (стержень з наклеєним на нього датчиком знаходиться під дією постійного навантаження), то на стрічці викреслюється пряма лінія на деякій відстані від нульової лінії, якщо величина струму, що поступає у вимірювальну діагональ моста, змінюється, то на фотострічці викреслюється крива або ломана лінія.

Частка світлового променя, що йде від вібратора, відсікається дзеркальцем 7 і відбиваючись від нього, проходить через лінзу 8 і падає на багатогранний дзеркальний барабан 9, що обертається. Відбиті від дзеркального барабана промені, переломлюючись, проходять через призму 10 і попадають на матове скло 11, на якому відтворюється записуючій на стрічці процес, що вивчається для візуального спостереження. Внаслідок обертання барабана 9 світловий "зайчик" на матовому склі 11 переміщується в напрямку, перпендикулярному до його відхилення, що задається вібратором.

Якщо шляхом регулювання швидкості обертання дзеркального барабана 9 досягнути співпадання періоду передачі зображення з періодом процесу, що досліджується, то промінь буде викреслювати на матовому склі 11 зображення кривої цього процесу, яке буде здаватися спостерігачу нерухомим.

В залежності від конструкції осцилографа в його склад входить від 4 до 30 вібраторів, що дозволяє фіксувати на фотострічці одночасно декілька процесів (на схемі показано тільки один). Нульова лінія може записуватись або одним із вібраторів, або при допомозі спеціального дзеркальця.

Світлопроменевий осцилограф К115 призначений для одночасної реєстрації світловим променем на фотострічці з ультрафіолетовим записом або фотографічним записом і хімічним проявленням і візуального спостереження до 12 процесів зміни по часу електричних величин. Він має пересувне виконання. Границі електричних величин, що реєструються, по струму – до 6 А, по напрузі – до 600 В.

Осцилограф типу К115 представляє собою скомплектовані на монтажному столі переносний осцилограф типу Н115, блок живлення П133 і два магазина шунтів і додаткових опорів типу Р155.

 

Лабораторна робота №3

Тема: Лабораторне обладнання для фізичного моделювання робочих процесів землерийно-транспортних машин (ЗТМ)

Мета: Вивчити лабораторне обладнання для фізичного моделювання робочих процесів ЗТМ

Завдання:

1) Ознайомитись з будовою стенду для фізичного моделювання робочих процесів ЗТМ;

2) Ознайомитись з вимірювальною системою для реєстрації параметрів взаємодії моделей робочих органів з середовищем, що розроблюється;

3) Вивчити основні положення по підготовці моделюючого середовища;

4) Вивчити методику планування та статистичної обробки експериментальних досліджень.