Применение электрических методов измерений при испытаниях мостов и других сооружений
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Применение электрических методов измерений при испытаниях мостов и других сооружений
Використання электричних методів вимірювань при випробуваннях мостів та інших споруд Using of Electrical Methods of Measurments for Testing of Bridges and Other Structures |
|
| Creator |
Тарасенко, Виктор Петрович
Рыкина, Вера Леонтьевна Тарасенко, Віктор Петрович Рикіна, Віра Леонтіївна Tarasenko, Viktor P. Rykina, Vera L. Rikina, Vira L. |
|
| Subject |
статические и динамические испытания
тензорезисторы датчики-преобразователи электрические методы измерений электрические сети мост Уитстона расчёт электрических сетей законы Кирхгофа метод преобразования схемы активные и компенсационные тензорезисторы подключение тензорезисторов 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 підключення тензорезисторів КМ static and dynamic tests strain gages transducers electrical measurement techniques electrical networks Wheatstone’s bridge the calculation of electrical networks Kirchhoff laws method of circuit transformation active and compensational strain gages strain gages connections |
|
| Description |
Тарасенко, В. П. Применение электрических методов измерений при испытаниях мостов и других сооружений / В. П. Тарасенко, В. Л. Рыкина // Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. — 2013. — Вип. 4. — С. 113—119. — Бібліогр. в кінці ст. RU: Цель. В связи с внедрением новых конструкций мостов и других сооружений актуальным является использование при их испытаниях электрических методов измерений, при которых измеряемые прогибы, напряжения и колебания с помощью датчиков-преобразователей превращаются в электрические сигналы. При этом весьма важным является обеспечение фазочувствительности и пропорциональности между измеряемыми механическими величинами и электрическими сигналами. Методика. При электрических измерениях датчики-преобразователи подключаются к электрическим цепям мостового типа. Расчёты моста Уитстона при различных подключениях датчиков-преобразователей производились на основе законов Кирхгофа для разветвлённых электрических сетей и с использованием преобразования электрической схемы, при котором в исходной схеме моста Уитстона группа сопротивлений замещается другой эквивалентной группой сопротивлений. Расчёты проведены для случаев наличия и отсутствия внутреннего сопротивления источника питания моста при подключении датчиков-преобразователей в одно, два и четыре плеча моста Уитстона.Результаты. На основе выполненных расчётов получены таблицы и графики функций fi () и f0i () , определяющих изменение тока в измерительной диагонали моста Уитстона, где - относительное изменение сопротивлений датчиков-преобразователей. При одном активном датчике функции f1() и f01(), характеризуются большой нелинейностью, но для тензорезисторов при 0,01...0,02 приемлемая линейность и точность измерений обеспечиваются. Научная новизна. На основе анализа результатов проведенных расчётов установлены зависимости величины тока в измерительной диагонали моста Уитстона при различных схемах подключения датчиков-преобразователей для измерения при испытаниях напряженно-деформированного состояния в элементах конструкций. Учитывается также величина внутреннего сопротивления элементов питания мостовой электрической схемы. Расчёты выполнены с использованием законов Кирхгофа и путем эквивалентного преобразования разветвлённой электрической сети. Практическая значимость. Полученные в работе графики функции fi () и f0i () и приведенная таблица позволяют оценивать условия обеспечения линейности указанных зависимостей при различных подключениях датчиков-преобразователей. Мостовые схемы включения тензорезисторов дают возможность выделять при испытаниях напряжения в элементах конструкций от действия нормальных сил, а также от вертикальных и горизонтальных изгибающих моментов. UK: 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 різних підключених 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. EN: Purpose. With the introduction of new designs of bridges and other structures the using of electrical measurement techniques in which the measured deflections, stresses and vibrations, using transmitters, are converted into electrical signals in their testing is of current interest. It is very important to ensure a phase-sensitivity and proportionality between the measured values of mechanical and electrical signals. Methods. For electrical measurements transducers are connected to electrical bridge-type circuits. Calculations of the Wheatstone’s bridge connections for various transducers were made on the basis of Kirchhoff's laws for branched electrical networks and using circuitry transformation for which in the original scheme of the Wheatstone’s bridge the group of resistances is replaced by another, equivalent resistances group. Calculations were performed for the cases of presence and absence of internal resistance of the bridge’s power supply with connecting of transducers into one, two and four arms of a Wheatstone’s bridge. Findings. From the calculations the tables and graphs of the functions fi () and f0i () , that determine the change of current in the measuring diagonal of a Wheatstone’s bridge are derived, where is relative change in resistance of transducers. For one active sensor functions f1() and f01() are characterized by a high non-linearity, but for strain gages at 0,01...0,02 , acceptable linearity and accuracy of the measurements are provided. Originality. Based on the result analyses for calculations conducted, relations of the current in the measuring diagonal of the Wheatstone’s bridge are determined for various connecting circuits of transducers for measurement of the stress-strain state in structural elements during tests. Also the value of the internal resistance of the bridge’s power supply is taken into account. Calculations were performed using Kirchhoff's laws and by equivalent transformation of branched circuit. Practical value. Obtained plots for functions fi () and f0i () and the above table allow to estimate the conditions for ensuring the linearity of derived dependencies for different transducers’ connections. Bridge-type circuits for insertion of strain gages allow to distinguish stresses in structural elements from the action of normal forces as well as vertical and horizontal bending moments. |
|
| Date |
2015-03-27T11:32:53Z
2015-03-27T11:32:53Z 2013 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
2227-1252
http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/3490 |
|
| Language |
ru_RU
|
|
| Publisher |
ДНУЗТ
|
|