ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экспериментальная техника из "Методы измерения механических свойств полимеров" Типичный пример язычкового прибора показан на рис. VII.2 [3]. Возбуждение колебаний здесь осуществляется с помощью заряда, нанесенного на образец, который помещается в переменное электромагнитное поле. [c.151] Электрическая схема обеспечивает поддержание строго постоянного напряжения при варьировании частоты в пределах от 10 до 500 Гц. Камера выполнена прозрачной и амплитуды колебаний образца регистрируются оптическим методом, причем источник света помещен вне камеры. Используется обычная лампа, но инфракрасная часть спектра отфильтровывается во избежание нагрева образца. Амплитуда колебаний подбирается таким образом (изменением напряжения на магнитах и расстояния от них до образца), чтобы она составляла около 5% длины образца. Описанный прибор пригоден для испытания материалов с модулем выше 1-10 Па и вплоть до 1-10 Па. Воздух в измерительной камере вызывает некоторое дополнительное демпфирование вызванная этим ошибка может достигать 2%. Однако основной причиной ошибки при оценке модуля является неточность определения толщины образца (реально это приводило к ошибке до 20%). [c.151] Использование язычковых приборов возможно в сочетании с самой различной измерительной техникой. Так, для контроля момента достижения резонанса и измерения амплитуд деформаций использовали тензодатчики, наклеиваемые на образец, а для изменения частот может применяться камертон возможно также определение частоты по фигурам Лиссажу на осциллографе. [c.152] Приборы для испытаний пластмасс в режиме резонансных колебаний с электромагнитным возбуждением легко поддаются автоматизации, причем измерительные схемы собираются на промышленно выпускаемой электротехнической аппаратуре. Поэтому язычковые приборы выпускаются в ряде стран серийно. В частности, в СССР разработано несколько моделей приборов такого типа. [c.153] в Институте механики полимеров АН Латв. ССР был разработан Измеритель частот и затухания механических колебаний ИЧЗ-7Ф (см. [6]) со следующими характеристиками диапазон частот задающего генератора 10 —1,2-10 Гц максимальная погрешность отсчета частоты по шкале 2% ( 1 Гц) пределы измерения логарифмического декремента — до 0,28 точность отсчета декремента — до 5%. Измерительная схема допускает снижение погрешности при измерении частоты и декремента до 1-10 7о путем использования пересчетных устройств. Ошибка при измерении амплитуды колебаний составляет 5%. В этом приборе колебания создаются с помощью электромеханического преобразователя, питаемого от генератора синусоидальных колебаний через усилитель. В качестве датчика используется другой электромеханический преобразователь, сигнал с которого подается на вертикально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки. [c.153] В дальнейшем была разработана новая модификация прибора для измерения частот и декремента при резонансных колебаниях стержней ИЧЗ-9. Этот прибор имеет практически те же характеристики, что и ИЧЗ-7Ф, но отличается примененным методом измерений колебаний (бесконтактные датчики емкостного типа вместо электромеханического преобразователя) и некоторыми конструктивными особенностями. Так, прибор ИЧЗ-9 может использоваться для испытаний образцов разных габаритов и конфигураций. [c.153] Таким образом, если при некотором значении измерить X (или. практически — отношение токов в силовой катушке, обеспечивающих достижение одной и той же амплитуды при резонансной и околорезонансной частотах), то формула (VII. 19) дает возможность вычислить tgo. [c.154] Этот метод реализован в приборе ДЕКА-ЗТ (см. [9]), где задающий генератор обеспечивает плавное регулирование частоты и имеет систему, создающую дискретную расстройку la 1 или 3% от генерируемой частоты. Амплитуда колебаний измеряется индуктивным датчиком. Прибор снабжен блоком автоматики, позволяющим восстанавливать заданную амплитуду колебаний и выдавать отсчет на шкале непосредственно в единицах декремента, рассчитываемого по заданной величине и измеренному значению i с помощью формулы (VII.19). Шкала проградуирована в пределах значений декремента от 0,01 до 0,9, что отвечает широкому классу полимерных материалов. Прибор позволяет проводить измерения в диапазоне температур от —120 до 140 °С в условиях крутильных или изгибных деформаций с амплитудой до З-Ю . [c.155] По другому способу использования околорезонанс-ных колебаний задается постоянное значение X и варьируется частота (т. е. параметр ) до достижения резонансного значения амплитуды ( метод резонансной впадины этот метод стандартизован в СССР, см. ГОСТ 19873—74). [c.155] Этот метод составляет основу прибора РУИЗ-2Т (см. [10]), который особенно полезен для измерений механических характеристик полимерных материалов, проявляющих сильную зависимость интенсивности рассеяния колебаний от амплитуды деформаций. В этом приборе электромагнитная схема возбуждения может создавать как изгибиые, так и крутильные колебания. Электрическая схема прибора позволяет проводить измерения в автоматическом режиме. [c.155] Этот метод может использоваться для измерения механических потерь по ширине резонансной кривой, как это описано выше. Однако если потери очень малы и из-за узости резонасного пика определить его ширину с приемлемой точностью невозможно, то потери можно находить по методу измерения интенсивности затухания возбужденных колебаний (см. следующую главу). [c.156] Методические особенности измерений очень низких потерь при продольных колебаниях сводятся к требованиям достаточно жесткой установки образца, возможности температурной компенсации расширения — сжатия образца путем установки электродов на микрометрических винтах, проведению измерений в вакуумированной камере. Описанная схема использовалась в интервале температур 20—500 °С. Но этот диапазон может быть расширен в обе стороны. Так как деформации образца могли варьироваться в довольно широких пределах, это давало возможность измерять амплитудную зависимость потерь, т. е. механические свойства материала в нелинейной области его поведения при больших деформациях. [c.157] Реализация метода продольных резонансных колебаний требует весьма совершенной экспериментальной техники и при этом позволяет достичь серьезных результатов. [c.157] в приборе Хинтона [13] измерения проводились при очень низком уровне деформаций (5-10 —5-10 ) в области температур от —196 до 400 °С, причем приборное демпфирование, т. е. уровень шумов при измерении tgo не превышало 5-10 . Это достигалось проведением измерений в разреженной атмосфере и подвеской образца на расчалках, установленных в точках минимальных смещений. Интересная особенность этого прибора состоит в использовании оптического метода независимого контроля деформаций по интерференционной картине, возникающей при отражении монохроматического света от колеблющегося торца образца. Метод резонансных колебаний, используемый для определения модуля упругости, сочётался в этом приборе с измерением tg O по затуханию колебаний после снятия возбуждающего напряжения. При этом tg O определялся по числу периодов, за которое сигнал уменьшался от одного фиксированного уровня до другого (подробнее этот метод описан в гл. VHI). [c.157] Вернуться к основной статье