SU1206647A1 - Arrangement for determining energy dissipated in material in one cycle of alternating load - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, к средствам дл  определени  внутреннего трени  в материалах при динамических испытани х .The invention relates to a measurement technique, to means for determining the internal friction in materials during dynamic testing.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности при определении энергии , рассе нной в материале за один цикл переменной нагрузки.The aim of the invention is to improve the accuracy in determining the energy dissipated in a material in one cycle of a variable load.

На чертеже представлена функци- ональна  схема устройства.The drawing shows the functional diagram of the device.

Устройство содержит датчик 1 деформации , первый усилитель 2, фазовращатель 3, соединенные последовательно между собой, второй, услитель датчик 5 механических напр жений, вход которого соединен с выходом второго усилител  4, и электронный потенциометр 6, выполненный в виде потенциометрической мостовой схемы реохорд которой соединен с валом двигател  8 вход которого соединен с выходом нуль-органа 9. Вход последнего соединен с выходом датчика механических напр жений. Диагональ питани  потенциометрической мостовой схемы 7 соединена с выходом первого усилител  2, а выходна  диагональ соединена последовательно с выходом фазовращател  3 и входом второго усилител  4.The device contains a deformation sensor 1, a first amplifier 2, a phase shifter 3 connected in series with each other, a second amplifier of mechanical voltage sensor 5, the input of which is connected to the output of the second amplifier 4, and an electronic potentiometer 6, which is made in the form of a potentiometric bridge circuit. with the motor shaft 8, the input of which is connected to the output of the zero-organ 9. The input of the latter is connected to the output of the sensor of mechanical stresses. The power supply of the potentiometric bridge circuit 7 is connected to the output of the first amplifier 2, and the output diagonal is connected in series with the output of the phase shifter 3 and the input of the second amplifier 4.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При нагружении образца материал переменной нагрузкой по синусоидаль ному закону датчик 1 деформаций: измер ет деформации образцаWhen a sample is loaded with a material with a variable sinusoidal load, the strain sensor 1: measures the strain of the sample

6 6o5incot,6 6o5incot

где €„ - амплитуда деформаций;.where € „is the amplitude of deformations;

ы - кругова  частота.переменнойs - circular frequency.variable

нагрузки; t - врем .loads; t - time

Сигнал с датчика 1 деформаций усиливаетс  усилителем 2 и поступает на фазовращатель 3, на выходе которого образуетс  напр жениеThe signal from the strain sensor 1 is amplified by amplifier 2 and fed to a phase shifter 3, the output of which produces a voltage

и, a,oCo5U)t and, a, oCo5U) t

где а, - коэффициент передачи звеньев от датчика 1 до выхода фазовращател  3.where a, is the transmission coefficient of the links from the sensor 1 to the output of the phase shifter 3.

С выхода усилител  2 сигнал поступает так же в диагональ питани  потенциометрической мостовой схемы 7,From the output of amplifier 2, the signal also enters the diagonal of the power supply of the potentiometric bridge circuit 7,

на выходе которой формируетс  напр жениеthe output of which is formed voltage

Uj 2° ., а SincotUj 2 °., And Sincot

где - смещение движка реохордаwhere is the displacement of the reichord engine

от положени  равновеси ,вы- о раженное в дол х его диапазона перемещени ; Ог коэффициент передачи звеньев от датчика 1 до выхода потенциометрической мостовой схемы.from the equilibrium position, expressed in parts of its displacement range; Og is the transmission coefficient of the links from sensor 1 to the output of the potentiometric bridge circuit.

На вход второго усилител  4 поступает алгебраическа  сумма напр жений и, и Ug . С выхода уси-пител  4 напр жение поступает на вход датчика 5 механических напр жений. Выходное напр жение датчика 5 пропорционально произведению напр жени  питани  датчика 5, т.е. выходному напр жению второго усилител  4, умноженному на величину механических напр жений в материалеThe input of the second amplifier 4 is the algebraic sum of voltages and, and Ug. From the output, the force 4 is supplied to the input of the sensor 5 by mechanical stresses. The output voltage of sensor 5 is proportional to the product of the supply voltage of sensor 5, i.e. output voltage of the second amplifier 4 multiplied by the amount of mechanical stresses in the material

(J cigStn (wi S) j(J cigStn (wi S) j

где do амплитуда механических напр жений в материале; - - фазовый сдвиг между деформаци ми и напр жени ми в материале.where do the amplitude of the mechanical stresses in the material; - - phase shift between deformations and stresses in the material.

Таким образом, на выходе датчика 5 механических напр жений формируетс  сигналThus, at the output of the mechanical stress sensor 5 a signal is generated

Uj a3-a4- 6 odo(a,co5a5t- a inGot,in(a)i + B),Uj a3-a4- 6 odo (a, co5a5t- a inGot, in (a) i + B),

гда а и а - соответственно коэффициенты передачи второго усилител  4 и датчика 5 механических перемещений. Напр жение (j поступает на вход нуль-органа 9 и заставл ет перемещатьс  двигатель 8 совместно с реохордом потенциометрической схемы до тех пор, пока среднее значение напр жени  Uj за период нагрузки не будет равно нулю. В этом случае смещени  реохорда от начального положени  равновеси  пропорционально тангенсу угла петельgda a and a - respectively, the transfer coefficients of the second amplifier 4 and the sensor 5 mechanical displacements. Voltage (j enters the input of the null organ 9 and causes the motor 8 to move together with the potentio-metric reohord until the average value of the voltage Uj during the load period is zero. In this case, the displacement of the rheochord from the initial equilibrium position is proportional to loop tangent

5555

, ,

где К - коэффициент пропорциональности .where K is the proportionality coefficient.

31206647 431206647 4

Учитыва , что дл  малых 6 т.е. предложенное устройство обес .печивает определение энергии, расSiYioat b се нной в материале за один циклConsidering that for small 6 i.e. The proposed device provides a definition of the energy that SiYioat b is measured in the material in one cycle.

получаем.переменной нагрузки. -В устройствеget a variable load. -In device

iW/w 2 irt S J5 реализуетс  отрицательна  обратна iW / w 2 irt S J5 is realized negative negative

где AW - энерги ,, рассе ни , в мате-св зь и используетс  только один .where AW is energy, dissipated, in the mate-connection, and only one is used.

риале;датчик дл  измерени  механическихriale; sensor for measuring mechanical

W - энерги , запасаема  в ма-- напр жений, что позвол ет повыситьW is the energy stored in the mains voltage, which allows to increase

териале за один цикл наг-точность измерений и упростить конрузки ,струкцию.material in one cycle, the naked-measurement accuracy and simplify the structure, structure.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ, РАССЕЯННОЙ В МАТЕРИАЛЕ ЗА ОДИН ЦИКЛ ПЕРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ, содержащее соединенные последовательно между собой датчик деформаций, первый усилитель и фазовращатель, второй усилитель, выход которого соединен с входом датчика механических напряжений, электронный потенциометр, выполненный в виде мостовой потенциометрической схемы, реохорд которой соединен с валом двигателя, вход которого соединен с выходом нуль-органа, отлича.ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, диагональ питания мостовой потенциометрической схемы соединена с выходом первого усилителя, выход фазовращателя соединен последовательно с измерительной' диагональю мостовой потенциометрической схемы и выходом второго усилителя, а выход датчика механических напряжений соединен с входом нульоргана.A DEVICE FOR DETERMINING ENERGY DISPLAYED IN MATERIAL FOR ONE VARIABLE LOAD CYCLE, containing a strain gauge, a first amplifier and a phase shifter connected in series, a second amplifier, the output of which is connected to the input of the mechanical stress sensor, an electronic potentiometer made in the form of a bridge potentiometric circuit, reoord which is connected to the shaft of the engine, the input of which is connected to the output of the zero-organ, characterized in that, in order to improve accuracy, the diagonal of the power supply of the bridge potential iometricheskoy circuit connected to the output of the first amplifier, the phase shifter output is connected in series with the measuring 'diagonal potentiometric bridge circuit and the output of the second amplifier, and stress sensor output is connected to the input nulorgana. S и 1206647 гS and 1206647 g