39.Механические тензометры.

Приборы, измеряющие линейные деформации (укорочения или удлинения), называются тензометрами. Измерение линейных деформаций происходит на определенном участке элемента, который называют базой тензометра. Если деформацию, полученную в результате измерения, разделить на величину базы, получим относительную деформацию.

К тензометрам, применяемым при испытаниях конструкций и сооружений статическими нагрузками, предъявляют следующие основные требования: конструкция тензометра должна давать возможность изменять величину базы; так как линейные деформации малы, то тензометр должен давать увеличенное значение деформации; коэффициент увеличения должен быть таким, чтобы обеспечить необходимую точность измерения деформации; масса и габаритные размеры тензометра должны быть возможно минимальными; центр тяжести прибора должен быть максимально приближен к поверхности испытываемого элемента, чтобы положение было устойчивым.

Различают следующие виды тензометров: механические, электромеханические, струнные (акустические) и электрические тензометры сопротивления. Тензометр Гугенбергера принадлежит к группе механических тензометров. Тензометр состоит из корпуса со шкалой и рычажной системы. На исследуемый элемент он опирается в двух точках конусом и призмой. С призмой жестко соединен подвижный рычаг. Конус наглухо соединен с корпусом, с верхним концом которого шарнирно соединена стрелка. Стрелка при помощи горизонтального рычага шарнирно соединена с подвижным рычагом. Пружина служит для устранения люфтов. Имеется также стопорный рычаг при помощи которого в нерабочем положении прибор арретируется.

Тензометр измеряет деформацию фибрового волокна элемента, длина которого равна расстоянию между призмой и конусом. При деформации этого волокна в пределах базы призма и вместе с ней подвижный рычаг в случае растяжения элемента повернется справа налево, при сжатии элемента — слева направо. Пятидесяти делениям шкалы соответствует величина деформации, равная 50 мкм. В ряде случаев измеряемые деформации строительных конструкций и их элементов больше, чем 50 мкм, поэтому возникает необходимость переставлять стрелку (что является недостатком тензометра Гугенбергера), для чего на верхнем конце корпуса прибора имеется ползунок.

Если глаз наблюдателя направлен перпендикулярно по отношению к плоскости зеркала, стрелка совмещается со своим отражением в зеркале, и взятый отсчет при таком положении глаза наблюдателя будет соответствовать действительному значению деформации. Тензометр на испытываемый элемент закрепляют специальным приспособлением — струбциной. В ряде случаев база тензометра 20 мм бывает недостаточна. Для ее увеличения применяют специальное приспособление — удлинитель. Он состоит из пластинки, которая одним концом соединяется с тензометром маленьким болтом; на другом конце помещен подвижный опорный конус, передвижением которого достигается изменение величины базы. При использовании удлинителя конус, расположенный на корпусе прибора, поднимается и не соприкасается с поверхностью испытываемого элемента; таким образом тензометр опирается на испытываемый элемент только в двух точках. Использование удлинителя дает возможность менять значение базы в пределах от 20 до 250 мм.

Тензометр Гугенбергера характеризуется сравнительно большой точностью измерения деформации (0,001мм), малыми габаритными размерами и массой, возможностью изменения величины базы, сравнительно низким положением центра тяжести. Но он имеет и недостатки: требует чрезвычайно осторожного обращения.