ЛаБораторна робота №5 прилади для виміру деформацій і їх тарування

Ціль роботи: вивчити види і устрій тензометрів і тензорезисторів, способи їхньої установки і схеми підключення тензорезисторів до реєструючої апаратури; одержати навички знімання відліків; ознайомитися з методами тарування тензометрів і тензорезисторів; уміти визначати їхні характеристики.

Прилади й інструменти: тарувальна консольна балка; механічний важільний тензометр Гугенбергера; тензорезистори типу КФ5П1, реєструючий прилад – система інформаційно - вимірювальна тензометрична СІВТ-3; вагове навантаження – металеві гирі, маса однієї гирі – 2 кг; масштабна лінійка; штангенциркуль.

1 Загальні положення

Для вірогідності відомостей про деформації в елементах конструкцій прилади перед їхнім застосуванням необхідно тарувати. ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ, що тарування – це порівняння показань приладу, що перевіряється, з показаннями еталонного приладу і присвоєння його діленням визначеного значення, тобто одержання оцінки одного ділення приладу, вираженого в деформаціях. ВИВЧИТЬ пристрій тарувальної установки.

Тарувальний пристрій буває двох видів: балка постійного перерізу, завантажена двома однаковими силами в прольоті; балка у виді консолі з перемінним перерізом, завантажена силою на вільному кінці.

Схеми тарувальних пристроїв із пружними згинальними елементами, наведено на рисунку 1.

При прикладенні сили в кінці консольної балки утвориться згинальний момент, що змінюється від нуля до значення:

, (1)

де - поточне значення сили на кінці консолі;

- довжина балки.

де а - балка рівного опору;

б - балка постійного переризу;

1 - ділянка для установки приладів.

Рисунок 1 – Схеми тарувальних пристроїв

Оскільки балка по довжині має перемінний переріз, то деформація на окремих ділянках її вздовж балки буде постійною, і щоб визначити її, необхідно знати відношення ширини балки - до її довжини . Довжина балки береться від місця прикладання сили до будь-якого місця по довжині балки, бажано в межах ділянки 1 (див. рис. 1), і в цьому ж місці виміряється ширина балки, тобто . Товщина балки є постійною.

Деформацію в тарувальній балці варто визначати за формулою:

, (2)

де – нормальні напруження (кН/см²);

– модуль пружності матеріалу для балки, виконаної зі сталі (кН/см²).

Нормальні напруження визначаються за формулою:

, (3)

де   – згинальний момент у розглянутому перерізі, див. формулу (1);

– момент опору переризу балки в тім же перерізі, для якого був визначений згинальний момент:

, (4)

де – ширина балки в розглянутому перерізі;

– товщина балки.

2. Тарування тензометрів. Підготовка до експерименту

На тарувальну балку в межах ділянки 1 (див. рис.1) установити два механічних тензометра Гугенбергера з різною базою і чотири тензорезистора типи КФ5П1 з базою 20 мм і підключити їх у ланцюг реєструючого приладу СІВТ-3. Схема підключення тензорезисторів наведена на рис. 2. Схема розміщення приладів для тарировки на тарувальній балці наведена на рис. 3.

Виміряти довжину , ширину і товщину балки з точністю 0,1 мм. За заданою програмою випробування визначити згинальний момент, величину нормальних напружень і відносну деформацію на кожен етап навантаження. Отримані результати занести в таблицю 1.

де   – активні датчики, встановлені в активній зоні тарувальної балки;

 – компенсаційний датчик, установлений поза балкою, але на такому ж матеріалі, з якого виготовлена балка;

1 – блок дистанційно-релейного переключення (БДРП);

2 – вимірювальний блок (ВБ);

3 – блок друку (БД).

Рисунок 2 – Схема підключення тензорезисторов до реєструючого приладу СІВТ-3

де , – тензометри Гугенбергера з базою і ;

і – датчики опору, установлені на балці зверху і знизу, тип датчика КФП1, база 20 мм.

Рисунок 3 – Схема розміщення приладів на тарувальній балці

Причому група датчиків ( і ) встановлені уздовж деформованих волокон, а група датчиків ( і ) установлені упоперек деформованих волокон.

Таблиця 1 – Розрахунок деформацій балки

Найменування показника	Умовна позначка	Одиниця виміру	Ступінь навантаження
			1	2	3	4	5
Величина навантаження		кН
Згинальний момент		кНсм
Нормальні напруження		кН/см2
Величина відносної деформації		___