Конструктивные и технические особенности измерительных средств Хомяков Виталий Анатольевич, академический профессор, д. т. н. ; Жансеитов Марат Фатихович Ассоциированный профессор, к. т. н. Лекция 4
Приборы и приспособления для измерения усилий и деформаций при статических нагрузках • • При испытании строительных конструкций статическими нагрузками применяются: силоизмерительные приборы, прогибомеры, тензометры, компараторы, клинометры, сдвигомеры, приборы для измерения натяжения арматуры и . другие
Силоизмерительные приборы ДПУ КВ-10 Динамометры ДОСМ 3 -30
Силоизмерительные приборы Динамометры электронные образцовые ДМ-МГ 4 Внесен в Госреестр РФ под № 35793 -07, вносится в Госреестры Казахстана, Украины, Беларуси. .
Механические измерители При проведении испытаний натурных конструкций и крупномасштабных моделей широкое применение находят следующие механические измерители перемещений: • барабанношестеренчатый прогибомер, • реечно-шестеренчатый индикатор, • уровневый клинометр • рычажный тензометр • Схема установки дистанционного прогибомера
Прогибомеры
Индикатор часового типа
Схема работы индикатора ИЧ-10 Индикатор перемещений
Тензометры
Механические измерители Механический тензометр • Тензометр — измеритель деформации, показание которого пропорционально перемещению двух точек поверхности элемента конструкции. схема рычажного тензометра. С помощью струбцины заостренные грани опорных призм тензометра прижаты к исследуемой поверхности; расстояние между призмами называется базой прибора. • . Масштаб увеличения тензометра определяется соотношением плеч рычагов — kn= (b/a) (d/c) и примерно равен 1000. • Цена деления шкалы в относительной деформации зависит от базы L и определяется как ε=ΔL/L
Современные тензометры ТЗ-032 .
Тензорезисторные преобразователи Электрические тензометры сопротивления • Тензорезисторные преобразователи являются в настоящее время наиболее распространенным и самым универсальным средством преобразования деформации твердого тела в электрический сигнал. • Принцип действия тензорезистора основан на свойстве проводниковых и полупроводниковых материалов изменять омическое сопротивление при деформировании. Это свойство называется тензоэффектом. • Чувсвительный элемент проводникового тензорезистора изготовляют из константановой проволоки метром 10— 25 мкм или тонкой фольги толщиной 2— 5 мкм.
Электрические тензометры . .
Компараторы бывают механические, оптические, электронные. Клинометры используются для определения угла поворота сечений или отдельных элементов конструкций. Простейшие клинометры рычажные с использованием двух пригобомеров по разности показаний которых определяется угол поворота. Существуют разного типа современные клинометры для определения углов поворота
Клинометры tgα = (c 2 – c 1) / l tgα = (b – a) / l
Клинометр Стоппани Кинематическая схема клинометра с уровнем Клинометр — прибор, предназначенный для измерения угла поворота рассматриваемого сечения.
Сдвигомеры Приборы для измерения натяжения арматуры ПРД-М ДО 60 -МГ 4 ИНА-8 Ц ДО-МГ 4
Измерение ширины раскрытия трещин . Микроскоп отсчетный МПБ-2 Трещиномер электропотенциальный ТЭП-1 предназначен для измерения Для измерения глубины трещин ширины раскрытия в ферромагнитных трещин, мм материалах
Приборы для измерений данных при динамических нагрузках • • • При динамических нагрузках применяются: Вибрографы – приборы измеряющие и записывающие линейные перемещения колеблющегося предмета; Сейсмографы – приборы, которые применяются главным образом для записи колебаний грунта от землетрясений или взрыва. Приборы эти характеризуются большими увеличениями и точностью , чем вибрографы. Торсиографы – приборы измеряющие и записывающие крутильные колебания; Велосиографы – приборы, измеряющие и записывающие скорости колеблющихся тел; Акселрографы – приборы, измеряющие и записывающие ускорения колеблющихся тел. К вспомогательным приборам относятся осцилографы, осцилоскопы. С помощью вибростенда создаются эталонные колебания, с помощью которых калибруются измерительные приборы.
Амплитудомеры Вибромарка и маятники. а = 1, 1 d (h/b) T = 2π√yст/g = 2π√m/k где k –сила вызывающая перемещение груза на 1 см, m – масса груза. Период колебания горизонтального маятника T = 2π√l/g где l – длина подвески Существуют также маятник Мартышкина-Смотрова и амлитудомер Емельянова Смотрова, изготовленные в заводских условиях.
Частотомеры Многоязычковый частотеомер (Фрама) Язычковый частотомер ФДК-002 Частотомер электронный
Приборы для регистрации и записи виброграмм, сейсмограмм Для записи всего колебательного процесса, существуют динамические прогибомеры, вибрографы, осциллографы, осциллоскопы, сейсмоприемники и сейсмодатчики. Для измерения ускорения колебаний существуют акселерометры.
Приборы для регистрации и записи виброграмм, сейсмограмм Осциллографы или осциллоскопы предназначены для преобразования электрических сигналов от вибрографов и сейсмодатчиков (вибродатчиков) в синусоиду колебаний с показом на экране .
Приборы для регистрации и записи виброграмм, сейсмограмм Устройство, преобразующее измеряемую механическую величину в электрическую, называется датчиком. . .
Акселерометры Ускорение исследуемого элемента определяется по формуле x¨ = 4π2 a / T 2 = 4 π2 a f 2 где а – наибольшая амплитуда; Т – период колебания, записанный на бумаге (барабане) прибора; f – частота колебаний. Сейсмический ICP акселерометр.
Испытания прочности бетона приборами механического действия Испытания прочности выполняют приборами используя метод упругого отскока и метод пластических деформаций. Метод упругого отскока р. SCHMIDT N Измеряет прочность в диапазоне 10 -70 Н/мм 2 энергия удара составляет 2, 207 Нм. Длина возвратного хода бойка считывается по цифровой шкале SCHMIDT L Измеряет прочность в SCHMIDT NR диапазоне 10 -70 Н/мм 2. Измеряет прочность в диапазоне Данный молоток используют 10 -70 Н/мм 2. Значения ударной при испытании тонкостенных, твердости регистрируются в виде гистограммы на бумаге. малоразмерных бетонных элементов
Испытания прочности бетона приборами механического действия Метод пластических деформаций
Определение твердости материалов . σвр = 0, 36 НВ, где НВ – число твердости по Бринеллю
Исследование конструкций физическими методами В настоящее время выпускаются более компактные приборы: Ультразвуковой тестер бетона УК 1401 предназначен для измерений времени и скорости распространения продольных ультразвуковых волн в твердых материалах при поверхност-ном прозвучивании на фиксированной базе с целью определения прочности и целостности материалов и конструкций Для исследование бетона и арматуры используется ряд современных приборов использующих те же известные законы физики Прибор "Поиск" 2. 51 для измерения толщины защитного слоя бетона предназначен для определения толщины защитного слоя бетона, диаметра и расположения арматуры в изделиях и конструкциях по ГОСТ 22904 -93. Прибор CANIN для обнаружения и оценки коррозии арматуры К каждому прибору прилагается Инструкция пользователя, которую перед использованием прибора необходимо тщательно изучить.
Исследование конструкций физическими методами Приборы для определения прочности бетона и толщины защитного слоя и диаметра арматуры: Измеритель прочности бетона электронный ИПС-МГ 4. 03 предназначен для измерения прочности бетона методом ударного импульса (склерометр) по ГОСТ 22690 Прибор позволяет оценивать физикомеханические свойства строительных материалов в образцах и изделиях (прочность, твердость, упруго-пластические свойства), выявлять неоднородности, зоны плохого уплотнения и др. Измеритель параметров армирование (толщины защитного слоя бетона, диаметра арматуры) Электронный измеритель ИПА-МГ 4, в дальнейшем прибор, предназначен для оперативного производственного контроля толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры в железобетонных изделиях и конструкциях магнитным методом по ГОСТ 22904 -93. К каждому прибору прилагается Инструкция пользователя, которую перед использованием прибора необходимо тщательно изучить.
Исследование конструкций физическими методами PROFOMETER 5+ - это прибор неразрушающего контроля, работающий по принципу импульсной индукции • Определение местоположения и ориентации арматурных стержней • Измерение толщины защитного слоя • Определение диаметра арматурных стержней • Компактный простой в работе индикаторный блок с подсветкой экрана • Программное обеспечение Pro. Vista для быстрой передачи данных и их редактирования • Возможность представления результатов измерений в единицах метрической и британской систем
Исследование конструкций физическими методами • Измеритель влажности древесины, кирпича и бетона Влагомер-МГ 4 Б предназначен для оперативного контроля влажности древесины по ГОСТ 16588 и широкой номенклатуры строительных материалов, в том числе в изделиях, конструкциях и сооружениях по ГОСТ 21718. Влагомер-МГ 4 Б обеспечивает возможность контроля влажности твердых материалов (бетон, растворная стяжка, штукатурка, кирпич) и древесины в лабораторных, производственных и натурных условиях • Измеритель влажности стройматериалов универсальный Влагомер-МГ 4 У предназначен для оперативного контроля влажности древесины по ГОСТ 16588 и широкой номенклатуры строительных материалов, в том числе в изделиях, конструкциях и сооружениях по ГОСТ 21718. Прибор обеспечивает возможность контроля влажности сыпучих и волокнистых материалов (песок, засыпки, грунты, утеплитель), твердых материалов (бетон, растворная стяжка, штукатурка, кирпич) и древесины в лабораторных, производственных и натурных условиях.
Исследование конструкций и зданий физическими методами Измеритель плотности тепловых потоков ИТПМГ 4 «ПОТОК» предназначен для измерения плотности тепловых потоков, проходящих через однослойные и многослойные ограждающие конструкции зданий и сооружений по ГОСТ 25380, через облицовку и теплоизоляцию энергообъектов при экспериментальном исследовании и в условиях эксплуатации. Прибор позволяет измерять температуру воздуха внутри и снаружи помещения, а также определять сопротивление теплопередаче и термическое сопротивление ограждающих конструкций и изделий по ГОСТ 26254 и 26602. 1 Толщиномер Булат 1 S предназначен для измерения толщины изделий из металлических и неметаллических материалов (листов, емкостей, труб, трубопроводов; мостовых, корпусных, транспортных и других конструкций; в т. ч. сильно корродированных, изъеденных, с накипью и т. д. ) в процессе их эксплуатации или после изготовления
Исследование конструкций и зданий физическими методами Тепловизор FLIR Systems - Therma. CAM E 45.
Приборы для обмерных работ Для проведения обмерных работ, определения крена или осадки здания или сооружения применяются оптические и электронные приборы такие как: Лазерные дальномеры (лазерные рулетки)
Приборы для обмерных работ Теодолиты Электронный тахеометр Нивелир
Оптические методы • Оптические методы измерения перемещений применяются ь основном при проведении натурных испытаний при измерении перемещений элементов зданий или сооружения в целом. • Основными средствами измерений являются геодезические приборы, теодолиты, нивелиры, стереофотокомпараторы и др. Для фиксирования на сооружении определенных точек (или сечений) используются различного вида геодезические марки и подвесные рейки с миллиметровой шкалой.
Оптические методы • Измерение горизонтальных перемещений осуществляется с помощью теодолита, который устанавливается на расстоянии 20— 40 м от сооружения (в зависимости от его высоты). • В измеряемых точках сооружения закрепляют марки: полоски плотной бумаги или лейкопластыря с нанесенным перекрестием линий. Методом последовательного наведения теодолита на наблюдаемые марки на сооружении и марку, укрепленную на неподвижном основании, измеряют горизонтальные углы. • Зная расстояние от марок до теодолита, вычисляют линейные перемещения наблюдаемых точек.
Электрические преобразователи • Электрические преобразователи или датчики с электрическими преобразователями отличаются исключительной универсальностью. С помощью электрических датчиков измеряют деформации, перемещения, усилия, ускорения. • Они могут применяться как в лабораторных условиях, так и в условиях натурного эксперимента, как при статическом, так и при динамическом воздействии. • Выходной сигнал электрических преобразователей удобен для последующего преобразования (усиления, интегрирования), для дистанционной передачи и регистрации.
Индукционные преобразователи • К генераторным относятся индукционные и пьезоэлектрические преобразователи. • Индукционный преобразователь состоит из многовитковой катушки, помещенной в магнитное поле. При перемещении катушки относительно магнитных силовых линий в обмотке индуктируется ЭДС: • e=Bnl(dx/dt), где В — индукция поля магнита; п — число витков; / — длина проводника, находящегося в магнитном поле; dx/dt — скорость.
Двухконсольный электромеханический прогибомер • Достоинством механической системы рассматриваемого прогибомера является то, что линейность функции преобразования перемещений в электрический сигнал сохраняется при относительно больших прогибах упругих консольных элементов. • Располагая набором сменных балочек разной жесткости, можно в широких пределах варьировать амплитудный и частотный диапазон такого виброметра перемещения, а также подбирать требуемый коэффициент преобразования.
Схема установки тензорезисторных преобразователей на упругие элементы динамометров
Измерители давления с тензорезисторными преобразователями • Для измерения давлений в грунтовых основаниях, для определения давлений сыпучих сред на стенки силосов широкое распространение получила разработанная в ЦНИИСКе конструкция меесдозы, обладающая высокой жесткостью. • Давление среды р воспринимает верхняя пластина 3 и через слой жидкости 4 (толщиной 0, 3 мм) передает давление на чувствительный элемент (пластину 2) с установленным на нижней поверхности тензорезистором мембранного типа /. • Отличительной особенностью преобразователя такого типа является наличие гидравлического мультипликатора, который трансформирует малые перемещения пластины, непосредственно воспринимающей давление среды, в достаточно большие деформации чувствительного элемента.
Радиографические методы дефектоскопии Схема радиографического контроля: 1—источник излучения; 2—прямой пучок; 3—сварной шов; 4 —кассета с детектором и экранами; 5—эпюра интенсивности излучения за объектом; F—фокусное расстояние; d толщина основного материала; D — толщина сварного шва
Радиографические методы дефектоскопии. Продольная трещина в сварном шве на рентгеновском снимке
Скачать презентацию Конструктивные и технические особенности измерительных средств Хомяков Виталий
ИС Лекция 4 Констр и техн особ измер средств.ppt