Методы и средства измерения микроперемещений и продольных деформаций

Измерение относительных деформаций (ξ) требуется производить в при испытании конструкций и материалов, в тензометрии и т.п.

В основе работы таких устройств лежит реализация закона Гука: . Косвенно по величине деформации можно измерять и другие физические величины: усилие, давление, крутящий момент, ускорение и др.

Необходимо учитывать, что деформации могут быть неравномерными по длине образца. В зависимости от цели измерения производят при больших и малых базах. При измерениях деформаций большую роль играют внешние факторы: температура, длительность воздействия, вибрации и т.п.

В настоящее время наибольшее распространение получили электрические методы измерения деформаций. Для этой цели применяют различные типы тензометрических преобразователей:

• Проводниковые (обеспечивается высокая точность, большой диапазон рабочих температур, отсутствие обратного воздействия, но серьезной проблемой является ползучесть в точке креплении ЧЭ).
• Полупроводниковая тензометрия характеризуется высокой чувствительностью, но имеет малый рабочий температурный диапазон.
• Индуктивные, емкостные, струнные, пьезоэлектрические и пьезорезонансные преобразователи продольных деформаций тел.

Индуктивные датчики микроперемещений, деформаций обеспечивают высокую точность измерений и большой диапазон измеряемых деформаций, средний диапазон рабочих температур.

Рис. 4.11 Разновидности индуктивных преобразователей перемещений:

а — с изменяющейся площадью воздушного зазора; б — с разомкнутой магнитной цепью: 1 — катушка; 2 — сердечник; в, г — разновидности индуктивных преобразователей с использованием короткозамкнутого витка в воздушном зазоре и с изменяющимся и профилем диска; д — преобразователь для измерения угловых перемещений до 90°: 1— неподвижный сердечник; 2 — подвижный сердечник.

Датчики микроперемещения – это чаще всего электромеханические устройства, преобразующие прямолинейное перемещение объекта, с которыми они связаны механически, в электрический сигнал.

Прибор предназначен для измерения поверхностных деформаций различных материалов, возникающих в результате приложения к ним силовых нагрузок. Позволяет снимать колебательные процессы в материалах в реальном масштабе времени.

Прибор представляет собой измерительную головку на основе датчика особо малых перемещений типа ТЛ-100 и электронный микропроцессорный терминал с многофункциональным ЖК-индикатором. Передача информации от измерительной головки к терминалу осуществляется по цифровому радиоканалу для устранения внешних механических воздействий на головку в процессе измерения. Терминал позволяет производить измерение и запоминание полученных результатов с последующим их просмотром, а также выводом информации на компьютер через интерфейс RS232 (устанавливается по заказу).

Технические характеристики:

Способ установки на испытуемый образец – магнитный. Конструкция измерительной головки в зависимости от модификации позволяет устанавливать её на различные материалы:

• модификация «М» - магнитный прижим – для любых видов металлических магнитных материалов;
• модификация «К» - конусные наконечники, головка устанавливается на испытуемый образец при помощи затяжки на ремнях – для немагнитных материалов и пластмасс;
• модификация «И» - игольчатые наконечники – для мягких материалов.