Тема 2

Обладнання та вимірювальні пристрої, що використовуються при випробуваннях

Тема №2

Вимірювання при випробуваннях.

При випробуваннях переважними вимірювальними системами є електричні, що переважають над механічними.

Тензометрування

Вимірювання механічних напружень і зв’язаних з ними величин сил та моментів і тисків поширено при випробуваннях техніки.

Використання перетворювачів резисторного типу (або тензорезисторів забезпечує широке впровадження методу тензометрування при різних видах випробувань). Наклеєний на деталь тензорезистор змінює свій опір свій опір у відповідності з деформацією поверхневих шарів деталі, що дозволяє отримати необхідний електричний сигнал.

Чутлива решітка закріплена за допомогою в’яжучого матеріалу на основі має виводи для підключення тензорезистора у вимірювальну схему. Матеріалом для чутливої решітки у більшості випадків є константановий дріт діаметром 0,025...0,050 мм або фольга.

Серед інших характеристик тензорезисторів слід вказати його чутливість до температури. Це виражається у зміні його електричного опору, який залежить від температурних деформацій деталі. Сигнал від тензорезистора вносить викривлення в результати вимірювань.

Вимірювання тиску

При випробуваннях автомобілів часто доводиться вимірювати тиск рідини і газів. Для визначення постійного значення тиску застосовують рідинні (п’єзометри) і стрілкові (пружинні ) манометри. В рідинному манометрі на стовп рідини, яка знаходиться в трубці, діє різниця вимірюваного і атмосферного тиску. В стрілових манометрах застосовують стрілову вигнуту манометричну трубку (Бурдона), яка під дією різності тисків, коли намагається випрямитись, через важільний механізм переміщує стрілку. Для виміру змінних тисків застосовують перетворювачі з чуттєвим елементом.

При тисках, що змінюються повільно (з частотою не більше 1 Гц) застосовують перетворювачі тиску з чуттєвим елементом у вигляді трубки Бурдона. На бокові поверхні трубки 1 наклеєні тензорезистори 2, з’єднані в напівмостову схему. Манометрична трубка має значну інерційність і тому не може реагувати на швидкоплинні процеси. Наприклад такими перетворювачами вимірюють тиск рідини в тормозному гідравлічному приводі.

При частоті зміни тиску в декілька герц застосовують перетворювачі у вигляді тонкостінної прямолінійної трубки, внутрішній діаметр якої вибирають рівним діаметру трубопроводі, а товщину стінок – мінімальною за умовами міцності. Трубку виконують сквозною (проточний вимірювач) і у вигляді стакана (тупиковий вимірювач). На чуттєвий елемент1 наклеюють тензорезистори 2-5, які вимірюють деформацію стінок чуттєвого елемента. Такими пристроями вимірюють тиск рідини і газу з малим або постійним витратою, наприклад тиск повітря в пневматичному тормозному приводі.

Рисунок 1 Трубка з тензодатчиками

Вимірювання шляху, швидкості і відносного переміщення

Для виміру шляху, що пройдено автомобілем, може бути використано рахівник з приводом від трансміссії. Однак такий спосіб не зовсім точний, так як колеса автомобіля проскользують за рахунок передачі сил і моментів. Крім того, радіус кочення колеса пов’язано з навантаженням, тиском в шині і її зношення. Тому при іспитах автомобілів для виміру шляху і швидкості застосовують так зване п’яте колесо. Колесо велосипедного або мотоциклетного типу встановлено в вилку і шарнірно закріплено з автомобілем. Таке кріплення забезпечує самовстановлення колеса при русі автомобіля. Для отримання безвідривного кочення колеса, його притискають до дороги пружинами, а в деяких випадках встановлюють амортизатори. Прикладом п’ятого колеса є прилад ПВС-С (шлях - швидкість – час) конструкції НАМІ. шлях в цих приладах визначається по дискретному або неперервному вимірюванню кута повороту колеса.

Швидкість автомобілю можна вимірювати портативною радіолокаційною установкою, яка використовує еффект Доплера і дозволяє вимірювати швидкість до 250 кмгод (41,7мс) з погрішністю до 3.

Для визначення кутових швидкостей використовують прилади механічного, електричного або електронного типу. До механічних приладів відносяться тахометри і тахоскопи. В тахометрі під дією механічних сил розходяться грузики, які переміщують стрілку приладу тахоскопом визначають сумарний кут повороту валу за проміжок часу, який задано часовим механізмом. Ці прилади мають високу точність і їх застосовують в якості контрольних.

Строботахометр дозволяє вимірювати частоту обертання без безпосереднього контакту з деталлю, що обертається. При співпаданні частоти вспишок імпульсної лампи і частоти обертання деталі, що обертається, сприймається як нерухома. При вимірах кутова швидкість деталі повинна бути постійною, а частота вспишек плавно регулюється. В момент коли деталь, що обертається здається нерухомою визначають по шкалі прибору її кутову швидкість.