2020-10-11
154
3.1 Цели работы:
1. Изучить требования, предъявляемые к метрологическому обеспечению экспериментальных исследований»
2. Протарировать тензометр Гугенбергера, несколько тензорезисторов, индикатор часового типа и прогибомер Максимова.
|
Рис. 3.1. Схема загружения и расположения приборов на тарировочной балочке |
3.2 Перечень необходимых материалов и оборудования:
- стационарный универсальный испытательный стенд;
- тарировочная балочка пролетом 1050 мм с двумя грузовыми площадками;
- грузы по 0,5 кг - 8 шт;
- тензометр Гугенбергера с базой 20 мм;
- два тензорезистора с базой 20 мм (на балочке);
- тензорезистивный прибор ИДЦ-1;
- индикатор часового типа с кронштейном для его крепления;
- прогибомер Максимова.
Содержание работы
Поверку приборов осуществляем с помощью тарировочной балочки, загружаемой в третях пролёта равными сосредоточенными силами (рис.3.1).
Напряжения на нижней и верхней гранях сечения балочки определяются, как известно, по формуле
,
где М - изгибающий момент;
W - момент сопротивления сечения.
Учитывая, что 
, 
и 
, получаем
.
Напряжение, соответствующее деформации, измеренной тензометром Т, составит
где 
- относительная деформация;
- линейная деформация, мм;
- база тензометра, 
мм;
- модуль упругости стали, из которой изготовлена балочка,
МПа (Н/мм2).
Тогда отношение 
, являющееся поправочным коэффициентом К, будет равно
. (1.1)
Чтобы коэффициент К был равен 1. стрелка прибора при увеличении Р, например, от 0 до 20 Н должна отсчитать 
деления, где 
мм - цена одного деления шкалы тензометра.
Определим, каково действительное значение этого коэффициента:
- установить стрелку тензометра на незагруженной балочке на 50;
- загрузить балочку нагрузкой 
Н (прямой ход), снять отсчёт С по прибору и занести его в табл. 3.1;
- разгрузить балочку (обратный ход), снять отсчёт С и занести его в таблицу;
- повторить указанные операции ещё четыре раза;
- найти разности 
между каждым последующим и предыдущим отсчётами (по абсолютной величине) для каждого из пяти ходов отдельно, занести их в таблицу;
- определить деформации , соответствующие полученным разностям, если цена деления шкалы тензометра 0,001 мм;
- просуммировать все значения в последней графе таблицы 3.1;
- найти среднее арифметическое значение 
;
- подставив в формулу (3.1) значение 
, определить поправочный коэффициент тензометра;
- определить вариацию показаний тензометра по формуле 
, учитывая показания прибора не только для каждого отдельного хода, а все десять показаний;
- сделать вывод о пригодности тензометра к дальнейшей эксплуатации (нормальная вариация не должна превышать одного деления шкалы).
Поправочный коэффициент индикатора К, измеряющего прогиб ба- лочки в середине её пролёта при загружении по схеме чистого изгиба, определяется по формуле
где 
- приращение нагрузки на каждой очередной ступени загружения;
- приращение прогиба на этой ступени, измеренное индикатором, мм.
Чтобы коэффициент К был равен 1, стрелка прибора при 
Н должна отсчитать 
делений, где 
мм - цена одного деления большой шкалы индикатора.
Поверку прогибомера Р осуществляем с помощью индикатора, поэтому поправочный коэффициент прогибомера определяется соотношением
, (1.3)
где 
- приращение прогиба на очередной ступени загружения, измеренное прогибомером, мм.
Таблица 1.1
| Этап измерения | 
| 
|  , мм
| ||
| Первый ход | Прямой | P=0 P=20 Н | 50 | - | - |
| Обратный | P=0 | ||||
| Второй ход | Прямой | P=0 P=20 Н | 50 | - | - |
| Обратный | P=0 | ||||
| Третий ход | Прямой | P=0 P=20 Н | 50 | - | - |
| Обратный | P=0 | ||||
| Четвертый ход | Прямой | P=0 P=20 Н | 50 | - | - |
| Обратный | P=0 | ||||
| Пятый ход | Прямой | P=0 P=20 Н | 50 | - | - |
| Обратный | P=0 |
Для определения действительных значений поправочных коэффициентов тензорезисторов, индикатора и прогибомера следует:
- поэтапно (через 
Н) загрузить балочку и найти разности отсчётов по каждому из приборов по формуле 
, где 
и 
- отсчёты соответственно до и после приложения к балочке на j-й ступени загружения; занести их в табл 3.2;
|
|
|
|
|
|
|
| Нагрузка, | Отсчеты и разности отсчетов по приборам | |||||||||
| Тензорезистор на растянутой грани Тr-1 | Тензорезистор на сжатой грани Тr-2 | Индикатор | Прогибомер | |||||||
| 
|
|
|
|
|  , мм
| 
|
|  , мм
| |
| 0 | ||||||||||
| 5 | ||||||||||
| 10 | ||||||||||
| 15 | ||||||||||
| 20 | ||||||||||
- найти среднюю разность отсчётов для обоих тензорезисторов по формуле
,
где 
и 
- средние разности по каждому из тензорезисторов 
, взятые по абсолютной величине;
- найти средние разности отсчётов (деформаций) по индикатору (
) и прогибомеру (
);
- по формуле 
определить поправочный коэффициент тензорезисторов;
- подставив в формулы (3.2) и (3.3) значения 
и 
, определить поправочные коэффициенты индикатора и прогибомера.
