POMIARY NAPRĘŻEŃ I DRGAŃ METODAMI ELEKTRYCZNYMI

R. Zimmermann

Wydawnictwo: PWT, 1959
Oprawa: twarda płócienna
Stron: 448
Stan: bardzo dobry, nieaktualne pieczątki

W książce omówiono elektryczne metody dokonywania pomiarów naprężeń i drgań. Opisano szczegółowo czujniki zamieniające te wielkości na wielkości elektryczne. Po­dano konstrukcję aparatów pomiarowych, sposób ich działania oraz projektowanie. Ponadto omówiono krótko elektryczne oraz nieelektryczne metody pomiaru siły, ciś­nienia, momentu i mocy przenoszonej. Książka jest przeznaczona dla inżynierów i techników, w głównej mierze elektryków i mechaników, oraz dla słuchaczy odpo­wiednich wydziałów wyższych szkół tech­nicznych.
 
 
SPIS TREŚCI:
 
1.   Cel dokonywania  pomiarów naprężeń,   drgań i  wielkości  pokrewnych, ich dokładność i czułość oraz wybór i przegląd stosowanych metod pomiarowych
1.1.  Cel dokonywania pomiarów oraz wybór metody pomiarowej 
1.1.1.  Cel   dokonywania   pomiarów
1.1.2.  Wybór  metody  pomiarowej         
1.2.  Metoda   pomiarowa   „kruchych   pokryć".
1.2.1.  Zasady stosowania metody kruchych pokryć
1.2.2.  Zalety i wady metody kruchych pokryć .        
1.3.  Metody wykonywania pomiarów na modelach.
1.4.  Elastooptyka               .
1.4.1.  Zasady   stosowania   elastooptyki.
1.4.2.  Polski uniwersalny polary skop elastoop tyczny.
1.5.  Metody analogii  elektrycznych        .
1.5jl. Analogie elektryczne oparte na równaniu Laplace'a     
1.5.2.  Wanny elektrolityczne i suche modele do analogii elektrycznych
1.5.3.  Analogia  elektryczna  Busha  przy  obliczaniu  prostych kratownic statycznie  wyznaczalnych  i   niewyznaczalnych.
1.6.  Metody   rentgenograficzne   pomiarów   naprężeń         
1.6.1.  Cechy charakterystyczne  i wytwarzanie  promieni  Roentgena
1.6.2.  Rentgenograficzny   pomiar   odległości   płaszczyzn   atomowych
1.6.3.  Pomiar  sumy  naprężeń   głównych  promieniami  X
1.6.4.  Pomiar poszczególnych składowych naprężenia promieniami X
1.6.5.  Zastosowanie metod rentgenograficznych.
1.7.  Metody tensometryczne oparte na pomiarach odkształceń     
1.8.  Metody  radiowe  i magnetyczne.
1.8.1.  Pomiary odkształceń  za pomocą mikrofal.
1.8.2.  Próby  wykonywania  pomiarów   naprężeń  za  pomocą   pomiarów magnetycznych                   
1.9.  Dokładność i błędy pomiarów           .
1.9.1.  Definicje i podział błędów.
1.9.2.  Błędy  przypadkowe          
1.9.3.  Błędy systematyczne         
1.9.4.  Błędy  czułości   układu
1.9.5.  Całkowity błąd pomiaru  oraz określenie   wartości   poprawki
1.9.6.  Dokładność   pomiarów   elektrycznych            .

2.   Podstawy tensometrii
2.1.    Ogólne  pojęcia  i  zastosowanie  tensometrii         .
2.2.    Techniczny  wykres  rozciągania          
2.3.    Granice sprężystości, proporcjonalności i plastyczności przy rozciąganiu
2.4.    Badanie próbek przy ściskaniu oraz wykresy rozciągania i ściskania dla różnych materiałów.
2.5.    Wpływ temperatury na wytrzymałościowe cechy materiałów, pełzanie, relaksacja, opóźnienie sprężyste oraz histereza sprężysta     
2.6.     Założenia tensometrycznych pomiarów naprężeń
2.7.    Jednoosiowy   stan  naprężenia         .
2.8.    Płaski stan naprężenia         .
2.9.    Koło naprężeń Mohra          .
2.10.  Rozkład odkształceń w płaskim stanie odkształcenia.
2.11.  Koło   odkształceń   Mohra         
2.12.  Zależności między odkształceniami i naprężeniami
2.13.  Rozety  odkształceń       .        .
2.14.  Graficzne  konstrukcje   rozet          .
2.15.  Określenie pola naprężeń   przy   znanych   kierunkach   naprężeń i od­kształceń    głównych
2.16.  Kierunek   obojętny               .
2.17.  Aparat mechaniczny do liczenia naprężeń głównych na podstawie po­miarów odkształceń w trzech kierunkach
2.18.  Zasada działania elektrycznego urządzenia  służącego do wyznaczania i rejestracji naprężeń głównych.'
2.19.  Nomogram do wyznaczania naprężeń głównych na podstawie pomia­rów wykonanych za ipomocą rozet tensometrycznych.
2.20.  Graficzne przedstawienie rozkładu pola odkształceń.

3.   Podstawowe pojęcia z analizy drgań, cechowanie przyrządów służących do ba­dania drgań oraz dynamiczne zależności między odkształceniem i naprężeniem
3.1.    Powstawanie drgań, ich charakter oraz konieczność dokonywania po­miarów                
3.2.    Ruchy harmoniczne oraz analiza drgań za pomocą szeregów Fouriera
3.3.    Drgania   swobodne       .        .
3.4.    Drgania  wymuszone             .
3.5.    Drgania  skrętne  oraz  drgania  elektryczne
3.6.    Drgania wymuszone przy działaniu siły okresowo zmiennej
3.7.    Teoria  idealnego  sejsmografu        .
3.8.    Sejsmograf jako miernik amplitud lub rejestrator drgań     
3.9.    Sejsmiczny  miernik przyśpieszeń       
3.10.  Cechowanie i sprawdzanie przyrządów służących do wykonywania po­miarów i rejestracji  drgań
3.11.  Cechowanie aparatów  typu sejsmicznego
3.11.1.  Czułość   dynamiczna,   wyznaczanie   charakterystyki    amplitudy i częstotliwości drgań
3.11.2.  Wyznaczanie itłumienia i częstotliwości drgań własnych czujni­ka sejsmicznego          .
3.11.3.  Wyznaczanie przesunięcia fazowego
3.11.4.  Badanie miernika sejsmicznego za pomocą impulsu jednostko­wego                 .
3.12.  Zależności między przebiegami naprężeń i odkształceń w czasie

4.   Przegląd metod i aparatów pomiarowych używanych w tensometrii i przy ba­daniach drgań 
4.1.  Zakres pomiarów tensometrycznych  i pomiarów drgań       
4.1.1.  Pomiary odkształceń przy badaniu materiałów
4.1.2.  Statyczne pomiary odkształceń służące do wyznaczania pola roz­kładu naprężeń, dopuszczalnego obciążenia, siły, momentu skrę­cającego  itp.           
4.1.3.  Dynamiczne pomiary odkształceń  i pomiary  drgań     
4.2.  Tensometry i wibrometry mechaniczne.
4.2.1.    Tensometry   dźwigniowe.
4.2.2.    Tensometry ze wskaźnikami zegarowymi.
4.2.3.    Mechaniczny  miernik   zginania        .
4.2.4.    Mechaniczne mierniki ugięcia i przemieszczenia.
4.2.5.    Mierniki   odkształceń   kątowych.
4.2.6.    Tensometry mechaniczne do pomiarów dynamicznych
4.2.7.    Wibrometry   do   pomiaru   amplitudy   drgań
4.2.8.    Akcelerometr  szczytowy             
4.2.9.    Mechaniczne  mierniki  częstotliwości  drgań
4.2.10.  Pomiary   stroboskopowe         .
4.2.11.  Wibrografy   i  torsjografy  mechaniczne.
4.2.12.  Mechaniczny miernik i rejestrator siły.
4.3.  Tensometry i wibratory mechaniczno-optyczne         
4.3.1.  Tensometry dwunóżkowe z odczytem za pomocą lunetki    .
4.3.2.  Tensometry z przełożeniem dźwigniowym i systemem optycznym
4.3.3.  Wibrometry i  wibrografy mechaniczno-optyczne         
4.3.4.  Tensometry  pneumatyczne
4.4.  Tensometry elektryczne.
4.4.1.  Charakterystyczne cechy tensometrów elektrycznych   
4.4.2.  Urządzenia tensometryczne z czujnikami oporowymi, indukcyjny­mi i pojemnościowymi
4.4.3.  Wibrometry z czujnikami piezoelektrycznymi          .
4.4.4.  Tensometry z czujnikami strunowymi
4.5.  Porównanie   tensometrów   elektrycznych   z innymi   tensometrami   oraz zakres  ich   stosowania.
4.5.1.  Pomiary statyczne i ąuasi-statyczne
4.5.2.  Pomiary   dynamiczne        
4.5.3 Ogólne porównanie rozmaitych metod tensometrycznych    .
4.6.  Aparaty do cechowania i do wzbudzania drgań.
4.6.1.  Mechaniczne  generatory  do wzbudzania i cechowania  drgań
4.6.2.  Elektryczne  generatory  do wzbudzania  drgań oraz  do cechowa­nia   przyrządów

5.   Czujniki metalowo-oporowe naklejane.
5.1.    Pierwsze   czujniki   drucikowe         .
5.2.    Fizyczne podstawy działania czujnika oporowego naklejanego
5.3.    Konstrukcje   czujników  naklejanych         .
5.4.    Wymagania stawiane czujnikom naklejanym.
5.5.    Drucik oporowy do produkowania czujników.
5.6.    Podkładka   czujnika
5.7.    Kleje stosowane do produkcji i przyklejania czujników   
5.8.    Kleje  wysychające              
5.9.    Kleje   polimeryzujące           
5.10.  Kleje względnie masy termoplastyczne nakładane na gorąco
5.11.  Doprowadzenia czujników oraz przewody łączące czujniki z aparaturą
5.12.  Naklejanie czujników na powierzchni metalowej
5.13.  Naklejanie czujnika na powierzchni betonu lub drewna      .
5.14.  Procesy zachodzące w czasie schnięcia czujników
5.15.  Schnięcie  względnie  suszenie czujników oraz  ich   ochranianie   przed wilgocią               
5.16.  Łączenie z przewodami, sprawdzanie oraz mechaniczne zabezpieczenie czujnika
5.17.  Nieliniowość, histereza, pełzanie i przesunięcie punktu zerowego czuj­ników oraz ich czułość na naprężenia rozciągające i ściskające
5.18.  Wpływ temperatury na pracę czujników i jego kompensacja
5.19.  Wyniki eksperymentalnych badań nad wpływem temperatury na pra­cę  czujników            
5.20.  Maksymalny dopuszczalny prąd płynący w czujnikach        .
5.21.  Czujniki służące do wykonywania pomiarów przy wysokich tempera­turach      
5.22.  Wpływ wilgotności względnej na  własności czujnika.
5.23.  Czujniki przystosowane do pracy pod ciśnieniem hydrostatycznym
5.24.  Prace czujników naklejanych przy obciążeniach  dynamicznych      .      .
5.25.  Wrażliwość czujników na odkształcenia poprzeczne.
5.26.  Produkcja   czujników   wężykowych
5.27.  Produkcja czujników kratowych         
5.28.  Produkcja czujników zygzakowych
5.29.  Cechowanie  czujników              
5.30.  Czujniki wielokrotne, rozety
5.31.  Zestawienia  i dane  dotyczące niektórych  typów czujników
5.32.  Pomiar bardzo dużych odkształceń za pomocą mechanicznych reduktorków  odkształceń              .
5.33.  Przykłady stosowania  czujników  oporowych naklejanych na  elemen­tach konstrukcyjnych i na małych konstrukcjach
5.34.  Przykłady stosowania czujników oporowych   naklejanych   na   dużych konstrukcjach              .
5.35.  Przykład  stosowania   czujników   oporowych   naklejanych    do   pomia­ru  naprężeń  maszyny  do  wybierania   ziemi.
5.36.  Zestawienie  błędów  pomiarowych  czujników  oporowych  naklejanych

6.   Czujniki   oporowe   nienaklejane, indukcyjne,   piezoelektryczne,   sejsmiczno--oporowe, strunowe   i   inne
6.1.    Czujniki oporowe nienaklejane.
6.2.    Czujniki tensolitowe oraz czujniki z warstwą półprzewodnikową
6.3.    Zasada   działania  czujników  indukcyjnych pasywnych   (biernych)
6.4.    Konstrukcjia  indukcyjnych   czujników   dławikowych.
6.5.    Różnicowe czujniki indukcyjne z solenoidami.
6.6.    Różnicowy indukcyjny czujnik transformatorowy.
6.7.    Wymagania konstrukcyjne dotyczące czujników dławikowych i trans­formatorowych służących do wykonywania pomiarów statycznych i   dynamicznych             
6.8.    Zalety i wady czujników indukcyjnych służących do wykonywania po­miarów statycznych i dynamicznych          .
6.9.    Czujniki indukcyjne służące do pomiaru przesunięcia kątowego i mo­mentu  skręcającego             .
6.10.  Czujniki indukcyjne aktywne służące do badania drgań   
6.11.  Kanstrukcja   czujników   elektrodynamicznych.
6.12.  Konstrukcje czujników elektromagnetycznych.
6.13.  Czujniki indukcyjne służące do pomiaru przyspieszeń i drgań kątowych
6.14.  Działanie wpływów zewnętrznych na czujniki indukcyjne służące do badania drgań           .
6.15.  Czujniki magnetosprężyste, ich zasada działania i konstrukcja
6.16.  Zalety i wady czujników magnetosprężystych.
6.17.  Mierniki prędkości obrotowej lub liczby obrotów (tachometry) oraz mierniki przyspieszenia kątowego budowane na zasadzie prądów wi­rowych      
6.18.  Generatorowe mierniki prędkości i przyspieszeń kątowych, odkształ­ceń skrętnych i momentów skręcających
6.19.  Efekt piezoelektryczny              
6.20.  Wybór piezokwarcu lub senietoelektryka  do produkcji czujników
6.21.  Czujniki piezoelektryczne         
6.21.1.  Czujniki kwarcowe.
6.21.2.  Czujniki  z  tytanianu   baru
6.21.3.  Czujniki  z  kryształami   soli  Seignette'a   i  kwaśnego  fosforanu amonowego                 .
6.22.  Czujniki sejsmiczne w połączeniu z czujnikami oporowymi naklejany­mi służące do wykonywania pomiarów drgań.
6.23.  Sejsmiczny miernik drgań z czujnikami węglowymi          
6.24.  Zasada działania czujników strunowych.
6.25.  Konstrukcje czujników strunowych służących do pomiaru naprężeń, od­kształceń, przemieszczeń, siły, ciśnienia, kąta skręcenia, momentu skręcającego i mocy przenoszonej przez wał     
6.26.  Czujniki pojemnościowe.
6.27.  Czujnik fotoelektryczny.
6.28.  Czujniki   lampowe          
6.29.  Wykorzystanie czujników do wykonywania pomiarów naprężeń i drgań na  pojazdach  mechanicznych         .
6.30.  Stosowanie czujników przy pomiarach mostów, dźwigów i innych du­żych  konstrukcji          

7.   Elektryczne układy stosowane przy wykonywaniu pomiarów naprężeń i drgań
7.1.  Podział i rodzaje układów elektrycznych.
7.2.  Układy  mostków   tensometrycznych
7.2.1.    Mostek Wheatstone'a na prąd stały i zmienny
7.2.2.    Czułość mostka Wheatstone'a.
7.2.3.    Mostek z cewką różnicową lub transformatorem różnicowym .
7.2.4.    Wyrównywanie   amplitudy   mostka   Wheatstone'a dla czujników oporowych naklejanych
7.2.5.    Zasadnicze układy mostkowe na prąd stały i zmienny bez stoso­wania wyrównania fazowego.
7.2.6.    Wyrównanie fazowe mostka Wheatstone'a.
7.2.7.    Wpływ przewodów łączących czujniki z aparaturą na czułość i do­kładność pomiaru
7.2.8.    Dzielnik napięcia służący do wykonywania pomiarów dynamicz­nych      .
7.2.9.    Mostki z opornościami pojemnościowymi lub indukcyjnymi służące do wykonywania pomiarów za pomocą czujników oporowych .
7.2.10.  Układy eliminujące wpływ oporności styków
7.2.11.  Rozdzielacze wlelopunktowe.
7.2.12.  Przełączanie automatyczne.
7.2.13.  Mostek wyrównywany automatycznie
7.2.14.  Układy mostkowe z czujnikami dławikowymi
7.2.15.  Klasyfikacja i praca układów mostkowych.
7.2.16.  Mostek służący do równoczesnego wykonywania pomiaru lub re­jestracji większej liczby przebiegów.
7.2.17.  Wskaźniki końcowe aparatu tensometrycznego
7.3.  Stabilizatory, generatory, wzmacniacze, detektory oraz obwody różnicz­kujące  i  całkujące.
7.3.1.    Stabilizacja napięcia zasilającego.
7.3.2.    Zasilanie układów pomiarowych
7.3.3.    Wzmacniacze stosowane przy wykonywaniu pomiarów naprężeń i drgań .
7.3.4.    Obwody całkujące i różniczkujące.
7.3.5.    Układy aparatów służących do badania drgań za pomocą czujni­ków o małej oporności
7.3.6.    Układy do wykonywania pomiarów drgań współpracujące z czuj­nikami o dużej oporności
7.3.7.    Detektory
7.4.  Układy pracujące na  częstotliwościach  radiowych
7.4.1.    Układy różnicowe służące do wykonywania pomiarów zmian po­jemności     
7.4.2.    Metody pomiarów zmian pojemności włączonych do obwodów re­zonansowych   
7.4.3.    Wzmacniacze tranzystorowe służące do wykonywania pomiarów tensometrycznych za pomocą czujników indukcyjnych, pojem­nościowych, strunowych i innych    

8.   Przegląd aparatów służących do wykonywania pomiarów naprężeń i drgań  
8.1. Mostki   tensometryczne
8.1.1.    Mostki tensometryczne angielskie Tinsleya zasilane prądem stałym służące do wykonywania pomiarów statycznych
8.1.2.    Mostek firmy Philips, typu GM 4571 służący do wykonywania pomiarów statycznych metodą zerową
8.1.3.    Mostek tensometryczny duński firmy Briiel i Kjaer, typu 1516
8.1.4.    Aparaty dodatkowe współpracujące z mostkiem firmy Briiel i Kjaer, typu 1516.
8.1.5.    Tensometryczny aparat  radziecki „Cnitmasz'', typu IIET-3-B, służący do wykonywania pomiarów statyczno-dynamicznych .
8.1.6.    Tensometryczny mostek szwajcarski firmy Huggenberger, typu IC-54 100, służący do wykonywania pomiarów statycznych i dyna­micznych    
8.1.7.    Aparat holenderski firmy Philips, itypu GM 5536, służący do wy­konywania pomiarów statycznych i dynamicznych za pomocą czuj­ników oporowych
8.1.8.    Automatycznie równoważony mostek firmy Philips, typu PR 2200 S i typu PR 2200 S/91.
8.1.9 Mostek sieciowy Zakładu Miernictwa Telekomunikacyjnego Po­litechniki   Gdańskiej   ,
8.1.10.  Eksperymentalny mostek miniaturowy zbudowany na tranzysto­rach       .
8.1.11.  Tensometryczny aparat Zakładu Konstrukcji Telekomunikacyj­nych  i Radiofonii Politechniki Warszawskiej,  typu T-2
8.1.12.  Francuskie aparaty tensometryczne produkcji SEXTA
8.1.13.  Mostek tensometryczny firmy AOIP, typu B-21, budowany na li­cencji SEXTA oraz aparat firmy AOIP, typu B II .    
8.1.14.  Uniwersalny aparat firmy szwajcarskiej Vibrometer A. G. Fri-bourg,   typu  8TRZ/U/S
8.1.15.  Uniwersalny mostek czeski typu MM 1 .                             .
8.1.16.  Czterokanałowy iangielski mostek Kelvina-Hughesa służący do po­miaru i rejestracji naprężeń dynamicznych za pomocą czujników oporowych, indukcyjnych lub pojemnościowych.
8.2.  Aparaty  służące   do  badania   drgań
8.2.1.    Angielski miernik drgań firmy Dawe Instruments Ltd., typu 1403, z czujnikiem elektrodynamicznym.
8.2.2.    Angiejlskie mierniki drgań firmy Dave Instruments Ltd., typów 1402 C, 1404 A i 1414 z czujnikami (piezoelektrycznymi
8.2.3.    Miernik drgań firmy Philips, typu PR 9250, z czujnikiem elektro­dynamicznym   .           .
8.2.4.    Duński miernik drgań firmy Briiel i Kjaer, typu 1606, z czujni­kami piezoelektrycznymi .          
8.2.5.    Niemiecki  uniwersalny  aparat  indukcyjny  firmy Askania JDM
8.2.6.    Uniwersalny wzmacniacz pomiarowy firmy Compteurs Montrouge, typu PMC-12, z zasilaczem typu ALS-12.
8.3.  Aparaty   rejestrujące
8.3.1.    Podział aparatów rejestrujących.
8.3.2.    Wybór aparatu rejestrującego
8.3A Angielskie aparaty piszące Kelvima-Hughesa służące do rejestra­cji jednego, dwóch lub czterech przebiegów
8.3.4.    Duński uniwersalny aparat rejestrujący firmy Briiel i Kjaer, typu 2304.           
8.3.5.    Wielopętlicowy   oscylograf   francuski   firmy „Telec" typu EN18
8.3.6.    Ośmiopętlicowy oscylograf radziecki typu Mn 0-2       8.3 7.    Znaczniki   czasu.;.
8.3.8.    Oscylograf katodowy firmy Philips, typu GM 3156/01
8.3.9.    Dwustrumieniowy oscylograf katodowy firmy Dr Staiger i Mohilo, typu Si 160 II i typu Si 300 I.           .
8.3.10.  Sześciokanałowy oscylograf katodowy produkcji Sauthern Instru­ments  Oscillograiph  Division
8.4.  Zespoły   aparatów  pomiarowych.
8.4.1.    Zespoły aparatów służących do wykonywania pomiarów odkształ­ceń, naprężeń, przemieszczeń, drgań i innych wielkości nieelek­trycznych    .          
8.4.2.    Generator firmy Philips, typu GM 2308.
8.4.3.    Zespół aparatów firmy Philips służących do wzbudzania drgań mechanicznych 
8.4.4.    Przetworniki elektrodynamiczne firmy Philips, typu PR 9261 i PR 9271, służące do przetwarzania drgań elektrycznych na me­chaniczne              
8.4.5.    Analizator  spektralny
8.4.6.    Spektrometr firmy Salford Eleetrical Instruments Ltd.
8.4.7.    Urządzenia   stroboskopowe   
8.4.8.    Fotoelektryczny wskaźnik fazy  firmy Philips, typu PR 9280 .
8.5.  Aparaty służące do wykonywania pomiarów odkształceń, naprężeń i mo­mentów   skręcających,   sił   i   ciśnień
8.5.1.    Aparaty firmy Maihak służące do wykonywania pomiarów od­kształceń, naprężeń i momentów skręcających, przesunięć, sił i ciśnień za pomocą czujników strunowych.
8.5.2.    Przystawki z czujnikami oporowymi służące do wykonywania po­miarów momentów skręcających, sił i ciśnień
Wykaz piśmiennictwa.
Wykaz  pojęć