Техника - молодёжи 1940-08-09, страница 48

ляется плоская металлическая пластинка. Она входит в зазор между двумя другими пластинками, которые наглухо прикреплены к штативу вибрографа. Эти неподвижные пластинки соединяются с электродами аккумуляторной батареи, разность потенциалов которой составляет 240 вольт. Между пластинками образуется электрическое поле. Третья, колеблющаяся, пластинка принимает потенциал, соответствующий тому месту электрического поля, в котором она в данный момент находится. Потенциал этой пластинки при вибрировании сейсмографа будет непрерывно меняться, давая как бы электростатическое отображение колебаний. Подвижная пластинка соединяется проводом с сеткой катодной лампы. Меняющееся напряжение пластинки управляет электронным током лампы. Сила тока получается пропорциональной смещениям пластинки. Электрический ток в дальнейшем может быть во много раз усилен.

Благодаря усилению электрическою тока чувствительность прибора «получается очень высокой. Сотрудником» Сейсмологического института Г. Л. Шнирманом построен виброграф, который увеличивает колебания в миллион раз. Фиксация колебаний производится гальванометром или особым аппаратом — осциллографом.

Несколько иного типа прибором является электродинамический виброграф. (Он основан на явлении электромагнитной индукции. К стержню вибрографа -прикрепляется обмотка из многих витков тонкой изолированной проволоки. Эта обмотка помещается между полюсами сильного постоянного магнита. При движении обмотки в магнитном поле в ней возбуждается электрический ток, пропорциональный скорости движения. Ток по проводам» направляется в гальванометр или осциллограф. Электродинамические вибрографы и сейсмографы регистрируют, таким образом, не сами перемещения ♦почвы, фундамента или станины агрегата, а скорость этих перемещений. Однако из этих данных путем простых вычислений легко получить величину перемещений.

Впрочем, вычисления даже необязательно производить. Сотрудник института Г. Л. Шнирман изобрел особый метод электрического дифе-ренцирования и интегрирования. Пользуясь этим ! методом, можно автоматически преобразовывать электрические токи, пропорциональные скорости, в токи, пропорциональные перемещениям. Таким образом», получается сразу требуемый результат.

Электродинамический сейсмограф известен уже около тридцати пяти лет. Первый прибор этого типа был «конструирован в начале нашего

века академиком Б. Б. Голицыным и предназначался для записи отдаленных землетрясений В несколько модернизированном виде он до сих пор является основным прибором в крупнейших сейсмологических обсерваториях мира.

В Сейсмологическом» институте Академий наук изготовлен для технических 'целей миниатюрный электродинамический виброграф, размером приблизительно с папиросную коробку. Этот портативный прибор весьма удобен для изучения вибраций небольших деталей машины или станка.

Явление электромагнитной индукции использовано для создания еще одного измерителя колебаний — электромагнитного 'вибрографа. В этом» приборе имеются два подковообразных магнита, которые обращены друг к другу противоположными полюсами. В зазоре между ними расположен подвижной л^лезный сердечник. На сердечник надета катушка с большим числом витков тонкой изолированной проволоки. Этот сердечник выполняет роль груза механического вибрографа. При движении сердечника из среднего положения в сторону того или другого магнита в обмотке возникает электродвижущая сила. Колебания ее приближенно можно считать пропорциональными скорости движения сердечника. Эти колебания электрического тока фиксируются обычным путем, с помощью гальванометра или осциллографа. В Сейсмологическом институте изготовлено несколько вибрографов этого типа.

Мы уже говорили о том, что возбужденные Л электровибрографах электрические токи регистрируются осциллографом. Как устроен этот «рибор? Главной его частью является так называемый шлейф. Он состоит из двух тонких металлических проволок (диаметром в 0,02—0,03 миллиметра), натянутых параллельно друг другу на расстоянии около 1 миллиметра и образующих петлю. Эта петля помещена между полюсами сильного постоянного магнита. При прохождении электрического тока по шлейфу обе его нити отклоняются в противоположные стороны (так как ток в них направлен навстречу друг / другу). Вследствие этого плоскость петли поворачивается на угол/ пропорциональный силе тока. К шлейфу прикреплено крошечное зеркальце, размером в 0,5 кв. миллиметра. Световой луч, отраженный от зеркальца, «записывает» на фотобумаге повороты шлейфа. Так как фотобумага непрерывно передвигается часовым) механизмом, запись колебаний на ней получается в виде волнистой линии.

В Институте сконструированы осциллографы двух типов. Один из них имеет 6 шлейфов и запись про

изводит на фотобумажной ленте; он имеет 85 сантиметров в длину, 35 сантиметров в ширину и высоту и весит 30 килограммов.

Другой осциллограф, последнего выпуска, более портативен. Его длина составляет уже 35 сантиметров, а ширина и высота — 20 сантиметров. Прибор весит всего 14 килограммов. Этот прибор снабжен 9 шлейфами и может регистрировать работу 9 вибрографов, установленных в разных местах. Показания всех 9 вибрографов записываются параллельно на кинопленке. Это дает возможность сравнивать записи колебаний, которые происходят в одно и то же время в отдельных частях какого-либо сооружения (моста и т. п.). Запись, сделанная на кинопленке, для удобства обработки полученных данных может быть в дальнейшем увеличена фотографическим путем.

При изучении колебаний большое значение имеет вопрос о возникающих при этом упругих напряжениях в материале. Мы уже видели, что перенапряжение материала приводит часто к авариям шшин и сооружений.

В Сейсмологическом институте изготовлена целая серия приборов для изучения упругих напряжений — так- называемых индукционных тен-сометров. Теория этих приборов и их конструкция разработаны научным сотрудником Г. Е. Рудашев-

СКИМ1

Простейшим прибором этого типа является линейный тенсометр. Он предназначен для измерения напряжений, возникающих при продольном растяжении или сжатии материала. Прибор имеет два острия, которые привариваются или «прижимаются хомутиком к исследуемой плоскости. Если расстояние между этими остриями изменяется, в приборе возникает электрический ток. Он тем сильнее, чем» больше увеличилось или уменьшилось расстояние между остриями. При помощи тен-сометра можно измерять удлинения «ли сжатия материала с точностью до 0,1 микрона. Помножив величину деформации на соответствующий модуль упругости, мы получим значение упругого напряжения. Кроме линейных тенсометров, существуют подобные же приборы для измерения кручения и сдвига»

Мы рассказали лишь о небольшой части вюброизмерительных приборов, которые построены Сейсмологические институтом в последние годы. Советская техника получила к свои руки тонкие и надежные инструменты для изучения механических колебаний. Наши отечественное приборы по своей конструкции и точности работы лучше многих иностранных образцов.

46