SU1663410A1

SU1663410A1 - Способ измерени деформаций и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1663410A1
Application number: SU864031347A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Адонин; Виктор Николаевич Москвин; Алексей Николаевич Серьезнов; Владислав Петрович Стариков
Original assignee: Новосибирский электротехнический институт; Предприятие П/Я Г-4736
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1986-03-03
Publication date: 1991-07-15

Abstract

Изобретение относитс к методам и средствам измерени деформаций и может быть использовано при статических и динамических испытани х конструкций. Цель изобретени - повышение точности измерени в услови х воздействи переменных температур, что достигаетс нанесением на поверхность контролируемого объекта чувствительного к деформаци м активного диэлектрического материала и формированием двух электродов дл подачи на них напр жени пол ризации, соответствующего максимальному значению диэлектрической проницаемости, и измерением на переменном токе емкости полученного при этом конденсатора. Повышение точности измерени деформаций достигаетс за счет использовани активного диэлектрического материала в качестве чувствительного элемента, сосредоточенного в ограниченном объеме, что снижает вли ние градиентов температур и термоударов, и работающего в широком температурном диапазоне, а также обеспечивающего более высокую чувствительность к измер емой деформации благодар проведению измерений в области максимальных значений его диэлектрической проницаемости. Способ и устройство позвол ют регистрировать относительные величины деформаций менее 10^-6, а также с большей достоверностью регистрировать сложное напр женное состо ние конструкций при проведении прочностного эксперимента, а также при натурных испытани х и эксплуатации в услови х измен ющихс температур. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс к методам и средствам измерени деформаций и может быть использовано в машиностроении при статических и динамических испытани х конструкций.

Цель изобретени - повышение точности измерени в услови х воздействи переменных температур.

Цель достигаетс тем, что на поверхность контролируемого объекта нанос т чувствительный к деформаци м материал, формируют два электрода дл измерени его электрофизического параметра, измер ют этот параметр и по этим данным определ ют деформацию объекта, а в качестве чувствительного к деформации материала используют активный диэлектрический материал . Подают на электроды посто нное напр жение пол ризации, соответствующее максимальному значению диэлектрической проницаемости В качестве измер емого электрофизического параметра используют абсолютное значение диэлектрическом проницаемости, а измерение этого значени осуществл ют путем измерени на переменном токе емкости конденсатора , образованного электродами с

О

ы

расположенным между ними участком сло активного диэлектрического материала.

В устройстве дл измерени деформаций , содержащем слой чувствительного к деформации материала и два электрода, размещенные в этом слое, слой чувствительного к деформации материала выполнен из активного диэлектрического материала, а электроды размещены на обеих боковых поверхност х этого сло .

На фиг. 1 представлена структурна схема устройства, реализующего способ измерени деформаций; на фиг. 2 - график зависимости относительного изменени емкости (5С от величины деформации г дл различного напр жени и пол ризации материала ЦТС-19,

Устройство дл измерени деформаций (фиг. 1) содержит источник 1 посто нного напр жени , соединенный с входом регул тора 2 величины пол ризующего пол . Выход регул тора 2 соединен с электродами 3, между которыми размещен слой 4 активного диэлектрического материала, например, пьезокерамики. При этом электроды 3 размещены на двух боковых сторонах сло 4 на главной оси деформаций и образуют конденсатор с расположенным между ними участком сло 4 активного диэлектрического материала. Электроды 3 образуют со слоем 4 диэлектрика единую конструкцию, которую закрепл ют клеевым соединением 5 на контролируемом участке конструкции

6.Электроды 3 подключены к соединенным последовательно согласующему устройству

7,усилителю 8 переменного напр жени и измерительному блоку 9.

Способ осуществл ют с помощью описанного устройства следующим образом,

При подаче пол ризующего напр жени с источника 1 посто нного напр жени через регул тор 2 величины пол ризующего пол Е на электроды 3 измен ютс электрофизические параметры сло 4 активного диэлектрического материала. В частности, увеличиваетс значение диэлектрической проницаемости е пропорционально подаваемому напр жению U на электроды 3. Это приводит к увеличению емкости С конденсатора , образованного электродами с расположенным между ними участком сло 4 активного диэлектрического материала. Величина емкости С зависит от геометрических параметров конденсатора (рассто ни между электродами) и диэлектрической проницаемости е материала. В свою очередь изменение диэлектрической проницаемости де определ етс величиной деформации г контролируемого издели 6, котора

передаетс от него к преобразователю через клеевое соединение 5. Чем больше начальна величина емкости С (соответственно f ), тем большее абсолютное ее изменение будет происходить при деформации г. Измерение емкости С конденсатора провод т на переменном токе. Сигнал, пропорциональный изменению емкости д С, через согласующее устройство 7

0 усиливают усилителем 8 и регистрируют измерительным блоком 9.

Повышение точности измерени деформаций достигаетс за счет использовани активного диэлектрического материала в ка5 честве чувствительного элемента, сосредоточенного в ограниченном объеме, что снижает вли ние градиентов температур и термоударов, и работающего в широком температурном диапазоне, а также обеспе0 чивающего более высокую чувствительность к измер емой деформации благодар проведению измерений в области максимальных значений его диэлектрической проницаемости. Способ и устройство позво5 л ют регистрировать относительные величины деформаций менее 10 , а также с большей достоверностью регистрировать сложное напр женное состо ние конструкций при проведении прочностного экспери0 мента, а также натурных их испытани х и эксплуатации

Claims

1.Способ измерени деформаций, заключающийс в том, что на поверхность

5 контролируемого объекта нанос т чувствительный к деформации материал, формируют два электрода дл измерени его электрофизического параметра, измер ют этот параметр и по этим данным определ 0 ют деформацию объекта, отличающий- с тем, что, с целью повышени точности в услови х воздействи переменных температур , в качестве чувствительного к деформации материала используют активный

5 диэлектрический материал, подают на электроды посто нное напр жение пол ризации , соответствующее максимальному значению диэлектрической проницаемости, в качестве измер емого электрофизическо0 го параметра используют абсолютное значение диэлектрической проницаемости материала, а измерение этого значени осуществл ют путем измерени на переменном токе емкости конденсатора,

5 образованного электродами с расположенным между ним участком сло активного диэлектрического материала.

2.Устройство дл измерени деформаций , содержащее слой чувствительного к деформации материала и два электрода, размещенные в этом слое, отличающеес тем, что слой чувствительного к деформации материала выполнен из активного диэлектрического материала, а электроды размещены на обеих боковых поверхност х этого сло .

10-б w-s го-« 10-ъ г Фиг. Z

фиг.1