14.1.2 Принцип рентгеновской тензометрии

Принцип применяется для исследования напряженного состояния и структур объектов из поликристаллических материалов. Он основан на измерении межплоскостных расстояний с использованием явления дифракции рентгеновских лучей на плоскостях решеток поликристаллических материалов.

Принцип позволяет измерять статические и динамические напряжения, напряжения на очень малых участках, не превышающие десятки микрометров.

14.2 Принципы измерения сил и крутящих моментов

Сила – это векторная величина, характеризующая механическое воздействие на материальное тело со стороны других тел или полей. Сила полностью определяется, если известны ее значения, направления и точка приложения.

Преобразование измеряемой силы в механическое напряжение в теле упругого элемента и его деформацию преобразуется с помощью тензометрических, емкостных, индуктивных, пьезоэлектрических и др. преобразователей. В таких средствах измерений основным конструктивным элементом, оказывающим решающее влияние на точность измерения силы, является упругий элемент. Погрешность таких приборов составляет 1 – 2 %.

14.2.1 Измерение силы способом уравновешивания

Способ основан на уравновешивании измеряемой силы силой, создаваемой обратным электромеханическим преобразователем, а также силой реакции, возникающей в динамической системе. К таким силам относится центростремительная сила, сила инерции при колебательном движении, гироскопический момент.

Гироскопический принцип основан на измерении угловой скорости рамки гироскопа, возникающей под воздействием гироскопического момента, уравновещивающего измерительный момент или момент, создаваемый измеряемой силой.

Устройство основано на уравновешивании измеряемой силы центробежной силой. В силовоспринимающих цилиндрах 1 и 5 (рис. 14.2), соединенных сильфоном 4, имеются конические выборки, в которых размещены инерционные клиновидные массы 3, насаженные на ось двигателя 6 и способные перемещаться по направляющим 2. При воздействии измеряемой силы F_х происходит сближение инерционных масс, которое регистрируется датчиком перемещения 7. Сигнал датчика управляет двигателем, который раскручивает инерционные массы до тех пор, пока центробежная сила F_ц не уравновесит силу F_х с учетом угла клина. Для устранения сил трения применяются аэродинамические, гидродинамические или гидростатические подвесы. Сила F_х определяется по частоте вращения двигателя.

Рис. 14.2. Устройство динамометра

14.3 Принципы измерений давлений

Давление определяется как скалярная величина, характеризующая состояние сплошной среды, и оценивается как отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности к площади этой поверхности.

Наиболее часто необходимо производить измерения давления жидкостей и газов в различных технических установках, измерения атмосферного давления на разных высотах, измерения звуковых давлений, создаваемых акустическими волнами, измерения малых абсолютных давлений.