ВИКОРИСТАННЯ ЭЛЕКТРИЧНИХ МЕТОДІВ ВИМІРЮВАНЬ ПРИ ВИПРОБУВАННЯХ МОСТІВ ТА ІНШИХ СПОРУД
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2013/26665Ключові слова:
статичні і динамічні випробування, тензорезистори, датчики-перетворювачі, електричні методи вимірювання, електричні мережі, міст Уітстона, розрахунок електричних мереж, закони Кірхгофа, метод перетворення схеми, активні та компенсаційні тензорезистори,Анотація
Мета. У зв’язку з впровадженням нових конструкцій мостів та інших споруд актуальним є використання при їх випробуваннях електричних методів вимірювань, при яких вимірювані прогини, напруги і коливання за допомогою датчиків-перетворювачів перетворюються на електричні сигнали. При цьому дуже важливим є забезпечення фазочутливості і пропорційності між вимірюваними механічними величинами і електричними сигналами. Методика. При електричних вимірюваннях датчики-перетворювачі підключаються до електричних мереж мостового типу. Розрахунки моста Уітстона при різних підключених датчиків-перетворювачів виконувались на основі законів Кірхгофа для розгалужених електричних мереж і з використанням перетворення електричної схеми, при якому у вихідній схемі моста Уитстона група опорів заміщається іншої еквівалентної групою опорів. Розрахунки проведені для випадків наявності і відсутності внутрішнього опору джерела живлення моста при підключенні датчиків-перетворювачів в одне, два і чотири плеча моста Уитстона. Результати. На основі виконаних розрахунків отримані таблиці і графіки функцій fi () і f0i () , що визначають зміну струму в вимірювальній діагоналі моста Уітстона, де ‒ відносна зміна опорів датчиків-перетворювачів. При одному активному датчику функції f1() і f01() характеризуються великою нелінійністю, але для тензорезисторів при 0,01...0,02 прийнятна лінійність і точність вимірювань забезпечуються. Наукова новизна. На основі аналізу результатів проведених розрахунків встановлено залежності величини струму у вимірювальній діагоналі моста Уітстона при різних схемах підключення датчиків-перетворювачів для вимірювання при випробуваннях напружено-деформованого стану в елементах конструкцій. Враховується також величина внутрішнього опору елементів живлення мостової електричної схеми. Розрахунки виконані з використанням законів Кірхгофа і шляхом еквівалентного перетворення розгалуженої електричної мережі. Практична значимість. Отримані в роботі графіки функції fi () і f0i () і наведена таблиця дозволяють оцінювати умови забезпечення лінійності зазначених залежностей при різнихпідключених датчиків-перетворювачів. Мостові схеми включення тензорезисторів дають можливість виділяти при випробуваннях напруги в елементах конструкцій від дії нормальних сил, а також від вертикальних і горизонтальних згинальних моментів.
Посилання
ДБН В.2.3-6:2009. Споруди транспорту. Мости та труби. Обстеження і випробування [Текст]. – Чинні від 2010-03-01. – К. : Мін регіон буд. України, 2009. – 42 с.
ДБН В.1.2-15:2009. Споруди транспорту. Мости та труби. Навантаження і впливи [Текст]. – Чинні від 2010-03-01. – К. : Мін регіон буд. України, 2009. – 66 с.
Почтовик, Г. Я. Методы и средства испытания строительных конструкций [Текст] / Г. Я. Почтовик, А. Б. Злочевский, А. И. Яковлев. – М. : Высшая школа, 1973. – 160 с.
Панфилов, В. А. Электрические измерения [Текст] / В. А. Панфилов. – 3-е изд., испр. – М. : Издательский центр «Академия», 2006. – 288 с.
Раннев, Г. Г. Методы и средства измерений [Текст] / Г. Г. Раннев, А. П. Тарасенко. – 2-е изд., стереотип. – М. : Издательский центр «Академия», 2004. – 336 с.
Касаткин, А. С. Электротехника [Текст] / А. С. Касаткин. – М. : Энергия, 1973. – 560 с.
Костін, М. О. Теоретичні основи електротехніки. Том 1. [Текст] / О. М. Костін, О. Г. Шейкина. – Д. : Вид-во Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна, 2011. – 336 с.
