Menu

Измерение перемещений

Для измерения линейных перемещений широко применяют механические приборы-прогибомеры с проволочной связью и контактные. Увеличение перемещений для возможности визуального наблюдения с погрешностью до 0,001 мм достигается за счет применения шестерен с разным числом зубьев (рис. 1.10).

Прогибомеры с проволочной связью отличаются тем, что в качестве связи прибора с испытываемой конструкцией используется стальная проволока диаметром 0,25—0,4 мм. Проволока прикрепляется к испытываемой конструкции, а на свободном конце ее подвешивается груз Р — 1...3 кг. Прогибомер устанавливается с помощью струбцины на специальной опоре (штативе) под исследуемой конструкцией, а иногда и непосредственно на ней.

Наиболее распространены прогибомеры конструкции Н. Н. Максимова (ПМ-3), Н. Н. Аистова (ПАО-6).

Прогибомер Аистова представляет собой систему шестерен, помещенных в корпус 1 (рис. 1.10, а). Нить 3 сп:г- вает испытываемую конструкцию и груз 4. Для исключения проскальзывания по ролику нить его полностью охватывает. Шестерня с барабаном 2 находится в зацеплении с малой шестерней 5, которая в свою очередь через большую шестерню передает вращение шестерне со стрелкой 7 большой шкалы. Прогибомер имеет цену деления 0,01 мм при максимально допустимом измеряемом перемещении без перестановки 100 км. По двум малым шкалам отсчитывают перемещения в миллиметрах и сантиметрах.

Прогибомер Максимова (рис. 1.10, б) аналогичен по принципу действия прогибомеру Аистова, но его цена деления 0,1 мм. Кроме того, большие перемещения фиксируются не стрелкой, а барабаном со шкалой, на котором отмечается число полных поворотов стрелки. Шкала барабана видна в прорези на основной шкале стрелки.

[image]

Рис. 1.10. Механические и электрические приборы для замера линейных перемещений:

а — схема прогибомера Н. Н. Аистова ПАО-5; б — схема прогибомера Н. Н. Максимова ПМ-2; в — схема индикатора часового типа; г — схемы электромеханических измерителей перемещений; 1 — корпус; 2 — барабан; 3 — нить (проволока); 4 — груз-цилиндр; 5 — шестерня со стрелкой; 6 — стрелка, показывающая перемещения в миллиметрах; 7 — циферблатная стрелка; 8 — шкала; 9 — шток; 10 — нарезка на штоке; 11 — система шестерен; 12 — тензорезисторы; 13 — упругий элемент; 14 — кронштейн

Для измерения небольших перемещений (2—10 мм) используют индикаторы часового типа (рис. 1.10, б), устанавливаемые на неподвижной опоре с упором подвижного измерительного стержня в испытываемую конструкцию, или закрепляют на испытываемой конструкции с упором подвижного стержня в какую-нибудь подвижную точку. Поэтому индикаторы называют еще и контактными прогибомерами.

Подвижный измерительный стержень 9 индикатора передает перемещение через нарезку 10 на шестерни 11, которые увеличивают угловое перемещение. Для исключения люфта в корпусе индикатора смонтирована дополнительная шестерня с пружиной, которая поджимает шток 9 в крайнее положение. При передвижении стержня на 1 мм стрелка совершает один полный оборот, поэтому при 100 делениях шкалы цена одного деления равна 0,01 мм. Имеются индикаторы с ценой деления 0,002 и 0,001 мм, но у них перемещение стержня составляет 1—2 мм. Некоторые типы индикаторов имеют подвижную шкалу, вращением которой можно совместить положение стрелки с нулевым делением шкалы. Это помогает определять дополнительные перемещения без лишних расчетов.

Рис. 1.11. Механические приборы для замера угловых перемещений: а, б — клинометры Стоппани; в — Н. Н. Аистова; г — прибор для гидростатического нивелирования; д — устройство, использующее натянутую нить; / — уровень; 2 — станина; 3 —« микрометрический винт; 4 — пружина; 5 — струбцина; 6 — опоры; 7 — измерительная база; 8 — муфты; 9 — отвес; 10 — сосуд для воды; 11 — шланги; 12 — трубки; 13 — нить; 14 — груз; 15 — замеряемые точки; 16 — отверстие в стене

[image]

 

 

При обработке показаний прогибомеров перемещение точки определяется по формуле х=к(с1 — с),

где с-у — с — разность отсчетов по шкале до с и после сх приложения нагрузки; к — цена деления шкалы.

Для измерения перемещений могут служить тензорези- сторные преобразователи перемещений, представляющие собой упругие элементы 13, 14, снабженные тензорезисторами 12, которые деформируются под действием усилий от перемещения стержня 9 (рис. 1.10, г). Перемещения можно измерять также емкостными, индуктивными и индукционными преобразователями. В емкостных преобразователях используется чаще всего зависимость расстояния между пластинами конденсатора и его емкостью. Индуктивные преобразователи построены на зависимости индуктивного сопротивления катушки, питаемой переменным током, от перемещения деталей магнитопровода. Преобразователи перемещений применяют не только для замера перемещений, но и как измерительные элементы силоизмерителей, измерителей (датчиков) давления.

Для замера угловых перемещений применяют клинометры, в которых используются уровень или отвес (рис. 1.11). Клинометрами измеряются тангенсы углов поворота, но при малых углах тангенсы можно приравнять к величине углов в радианах. Допускаемая при этом погрешность не выходит за пределы точности измерений. При испытании строительных конструкций наибольшее применение получили клинометры Стоппани, Аистова и рычажные клинометры.

Клинометр Стоппани основан на применении высокочувствительного уровня 1, который одним концом шарнирно закреплен на станине 2 и поджат снизу пружиной 4 к микрометрическому винту 3, ось которого перпендикулярна оси уровня. Микрометрический винт снабжен диском (лимбом) с 360 делениями. Цена каждого деления 1". Станина с уровнем может быть снабжена струбциной 5 для крепления клинометра (см. рис. 1.11, а). Имеются модификации клинометра Стоппани: переносной клинометр, устанавливаемый опорами 6 на измерительную базу 7 с отшлифованными муфтами 8 (рис. 1.11, б), и клинометр, устанавливаемый на любую поверхность.

После установки клинометра и приведения пузырька уровня в нульпункт производят первый отсчет по лимбу, затем, после поворота конструкции, пузырек снова приводят в нульпункт и производят второй отсчет. Наклон измерительной платформы к горизонту высчитывают как разность двух отсчетов по лимбу.

В клинометре Аистова КАЧ (рис. 1.11, в) использован отвес 9, который отклоняется при измерении угла наклона корпуса клинометра. Степень отклонения фиксируется микрометрическим винтом, на котором имеется диск с делениями и указателем для взятия отсчетов. Работают с

клинометром следующим образом: после установки клинометра на конструкцию в вертикальном положении вращением винта замыкают электрическую сеть до появления сигнала и отмечают при этом отсчет сг на диске, затем винтом размыкают цепь. После нагружения конструкции вновь винтом замыкают цепь и берут новый отсчет с2. Угол поворота вычисляют по формуле [image]

Для контроля горизонтальности поверхности отдельных точек испытываемой конструкции может служить гидростатическое нивелирование, а также метод натянутой нити. Гидростатическое нивелирование (рис. 1.11, г) основано на принципе сообщающихся сосудов. Превышение точек проверяется по уровню стояния жидкости в трубках 12, соединенных с сосудом 10 шлангами 11 через тройники. Сосуд 10 служит для сохранения постоянного уровня в системе при взаимных смещениях трубок. Способ гидростатического нивелирования применяется обычно в условиях отсутствия прямой видимости, когда не могут использоваться геодезические методы. Способ натянутой нити (рис. 1.11, д) может быть применен для контроля горизонтальности замеряемых точек 15. Для этого над точками 15 через отверстия 16 протягивается стальная нить 13, натяжение которой поддерживается грузом 14. Перемещения точек относительно нити замеряются линейкой.

    Оставьте свой комментарий

    Оставить комментарий от имени гостя

    0
    • Комментарии не найдены

    Последние материалы

    Заключение (Грунты)

    При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

    25-08-2013 Просмотров:3068 Грунты и основания гидротехнических сооружений

    Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

    На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

    25-08-2013 Просмотров:6096 Грунты и основания гидротехнических сооружений

    Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

    Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

    25-08-2013 Просмотров:3199 Грунты и основания гидротехнических сооружений

    Еще материалы

    Эксплуатация отопительных печей и кухонн…

    Систематически наблюдают за состоянием отопительных печей и кухонных очагов. Осмотры производят 4 раза в течение года (2 раза до и после отопительного сезона и 2 раза в течение отопительного сезона)...

    01-04-2010 Просмотров:5928 Эксплуатация жилых зданий

    Цели и задачи геологического картировани…

    Целью геологического картирования является всестороннее изучение геологического строения, полезных ископаемых и составление геологической карты исследуемого района в выбранном масштабе. Главным методом при геологическом картировании является проведение по определенным методикам визуальных наблюдений...

    01-10-2010 Просмотров:11197 Геологическое картирование, структурная геология

    Сравнительная оценка неразрушающего и ра…

    Для обеспечения высокого качества строительства необходим эффективный контроль, позволяющий обнаружить дефекты. Существуют два вида контроля качества: разрушающий и неразрушающий. Разрушающий контроль приводит к полному разрушению или повреждению объекта контроля. Так, на...

    19-03-2013 Просмотров:8461 Обследование и испытание сооружений