D0I:10.13374/i.issn1001-053x.1958.01.014 電阻式测壓儀及輥軋壓力試驗總結 蘇逢西、贺毓辛、穆承章、汪鐵鋼 (壓力加工教研組) 徐行健 (物理教研組) 一、前营 孔型設計者的任务不仅要能骰計出新品种产品的軋輥孔型，尙应保証軋机有高的产量.产 品質量好並生产成本低等，但往往由于怒驗不足及賽料的缺乏（主要如觀轧壓力，能量筲耗 等)不能很好的滿足以上要求。例如輥札壓力值，目前虽然有很多公式来計算平均单位壓力 值，但在使用时都有其局限性，不能保証猪果准确；苏联学者在这方面进行了很多实驗工作， 积累了实验根据，限于生产条件的不同，亦不能生硬搬用。本工作的目的在于正确的选摆 愿仪，在我国的軋铜一中进行实驗，积累实驗数据，为合理的調整产品品种及軋輥孔型設計 打下基础，並分析已有的生产情况，提田改进意見。 二、仪器描述 总壓力调壓仪形式很多，其基本工作原理是通过仪器受力部份的彈性形变量来指示惬力 值，常用的有以下雨种形式： tal 81 周1 液展式：筋單形式如图1一a示，®力作用于受壓板1上，使仪器容积发生变化而表示 在速通的水柱2上以指出展力值；为了提高仪器的灵敏度可朵用图1一6之形式，受廖板1 受愜后产生之撓度，通过3展縮橡皮垫4，使容积变化量增加；設計时朵用以下公式〔1]， 如图1一a之形式，受感板1之中心部份产生之最大撓度及最大应力值为： gr Winsx-647 dmax= 3(1+4)qr2 8h2
， 雷 限 式 浏 屡 该 及 棍 札 屡 力 一 试 脸 堆 拮 殊 逢 西 、 贺 毓 丰 、 穆未 章 、 汪 娥 钢 屡 力 加 工教研姐 徐 行 健 物 理 教 研 组 一 、 前 言 孔型投舒者的任务不仅耍能毅豁出新品种产品 的札棍孔型 ，尚应保征札机有 高的产量 产 品臂量好龙生产成本低等 ， 但往往由于趣嫩不足及查料的缺乏 主耍如棍札艇力 ， 能量渭耗 等 不能很好的满足以 上耍求 。 例 如辊札屋 力值 ， 目前 虽然有很多公式来针算季场覃位腆 力 值 ， 但在使用时都有其局限性 ， 不能保言正精果准确 苏联学者在这方面进行 了很多实殷工作 ， 积累 了实殷根据 ， 限于生 产条件的不 同 ， 亦不能生硬搬用 。 本工作 的 目的在于正确 的选择测 廖仪 ， 在 我国 的乾铜厂中进 行实段 ， 积 果实段数据 ， 为合理的稠整产品品 种及 札辊孔型毅补 打下某础 ， 龙 分析 已有 的生 产情况 ， 提出改进 意觅 。 二 、 仪器描述 总腰力测厘仪形式很多 ， 其 某本工作 原理是通过仪器受力部份的弹性形变量 来指 示艇 力 值 ， 常用的有以 下雨 种形式 液眼式 筒 翠形式如 图 一 示 ， 膝 力作 用于受屋板 上 ， 使仪器容积发生变化而表示 在莲通 的水柱 上以 指 出屋 力植 为 了提高仪器的灵放度可采用图 一 之形式 ， 受艇板 受廖后 产生 之揍度 ， 通过 廖箱橡皮垫 ， 使容积变化量增加 投朴时采用以 下公式 〔 〕 ， 如 图 一 之形式 ， 受艇板 之 中心 部份产生 之最大揍度及最大应 力值为 ‘ 丽万 ， 户 。 口 ‘ DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1958．01．014
一46一 鲷院學報 式中：4一一泊桑系数 q—一平均單位負荷， P 一撓曲刷度(flexural rigidity),=- Ehs 12(1-2) 卫一彈性模数 如图1一6之形式，则： Wmax= (5+4)qr4 64(1+)7 Cnx=、 3(3+)qr2 8h2 骰計时，在材料不屈伏的条件下，撓度值wm鱼x不应过大，一般Wm。s小于0.5mm。 油感表式：前图示于图2中，限于仪器的密封条件，仅能用来测量較小之壓力值。 我們对测饜仪器的基本要求应是：灵敏度高，黏果谁确，能自动記录，工作时变形景不 橡皮垫 周2 能太大，並且要有足够的强度，在工作中不会损坏；由此可見以上雨种利用仪器彈性形变最 值接表示为壓力值的方法，虽然簡單但不能滿足要求；近年来多骰法將弗电学量之形变值轉 换为电学量，都电子管放大后用电学仪表舵录之，这样基本上保証了以上要求。电气轉换器 的形式很多，常用的有电容式，威应式及电阻棕式，以上三种形式各有优缺点〔2〕；我們采 用电阻絲式轉换器，优点是：(a)重量和尺寸小，使制造愜头簡易，(b)无慣性，.具有测量 快速查形的可能性，（©）箭？价廉：主要的缺点是电阻的相对查动敏会不大（不大于16）， 因之必须用高灵敏度的测量線路。 量促式到尽信： A、工作原理：将电阻絲粘于壓头（受力之鋼柱）上，壓头受外力作用而变形，与此同时 电阻絲亦变形而改变其电阻值，电阻絲之电阻相对变化值ε与其相对形变偵入間雑持着直線 关系〔3)，加图3所示，即 △R 8== R =常数 S一通常称为电阻轉换器之灵敏度，随材料不同而变动，用康铜类材料制成的轉换器，电阻
一 一 姻 院 季 权 牙 。 一 式中 声－ 泊桑 系数 － 平均 翠位负荷 ， ”一 挑曲剐度 脚 域 ’办 ” 理 一拌 － 弹性模数 如 图 一 之形式 ， 则 。 又 二 召 ‘ ” 专 十产 “ 毅补肘 ， 在材料不属伏的条件下 ， 揍度值 。 ， 不应过大 ， 一般 甲帅 二 小 于 。 油握表成 筒图 示 于图 种 ， 限于仪器的密封条件 ， 仅能用来侧鲍 小之屋摊 。 我摺对侧耀仪器的基本耍求应 是 灵敏度 高 ， 拮果 准确 ， 能 自动祀录 ， 工作时变形量不 老波蛰 固 能太大 ， 敛且要有足够 的强度 ， 在工作 中不会揖坏 由此 可觅以 上 雨 种利用仪器弹性形变二最 直接表示 为屋 力值 的 方法 ， 虽然筒 翠但不能 浦足 耍求 近年来多毅法赫非电学量之形变值稗 换为 电 学量 ， 握 电子管放大后用 电学仪表犯录之 ， 这样基本上保扯 了以 上耍求 。 电气搏换器 的形式很多 ， 常用 的有 电容式 、 咸应式及 电阻粽式 ， 以 上三种形 式各有优缺点 〔 〕 我俩 采 用 电 阻拣式搏换器 ， 优点 是 重量和 尺寸 小 ， 使制造屋头筒易 ， 无惯性 ， 具有测量 一 ‘ 二 二。 。 、 一 。 。 从 一 、 。 ‘ 。 。 一， 仲 △ 一 ， ， ， ， 、 快速变形 的可能 性 ， 筒 罩价廉 ， 主耍 的缺点 是 电 阻 的相对变动值 ‘ 育 生不大 不大于， ， 因之必复用 高灵敏度 的测 二黝泉路 。 傲祖式测映俗 人 工作原理 将 电阻林粘于越头 、 受力之姻柱 上 ， 赓头受外力作 用而变形 ， 与此 同时 电 吸林亦变形 而改弈其 电阻值 ， 电阻林之 电阻相对变化值 ‘ 与其相对 形变值 孟简推持着直腺 关系 〔 〕 ， 加 图 所示 ， 即 △ 一 △ 二 常数 。 一 、 一 一通 常 称为 电阻碑换器之 灵敏度 ， 随材料不 同而变 动 ， 用康铜类材料制成 的棘换器 ， 电阻
第五期 -47- R6 拉力 兴8 压力 圖3 值約100~200欧，灵敏度較小約1.9~一2.1；为了提高仪器的灵敏度，我們利用叫个樽换器耩 成桥电路，同时粘于壓头上如图4示，其中R1,R,受到壓力作用电阻植变小，而R2,R4受 到拉力作用电阻值变大；这样作的另一优点是能有温度补偿作用，防止由燃头温度的变化 而引起的誤差；桥电路歉出电流值I与外加壓力伯P間仍雉持直線关系〔4)，即： Ix=P._ 2(1+4)·EB·S (D2-d2)-E-(Ro+R)·10=C.P 式中：E一-材料彈性模数 4—一泊桑此 R。一一壓头变形前，电阻轉换器之电阻楨·2 R。一输出电表之内电阻· S一电阻轉换器灵敏度 dD一一愜头受力部许（空心园柱）之内外徑 圆4 实驗結果亦証实了这一点，如图5示；壓头特性曲線的值褓性，提供了很方便的使川条 件，当沒有足够能力的材料武验机来按对墨头时，可以將其特性曲線延仲到所须川的范， B.壓头之制造：应注意以下儿点： (1)設計壓头时，要保証工作部份之强度，使受力时不超过其彈性极限；由于测量额 路中应用了电子管放大器，灵敏度大大提高，因之設計壓头时可給以較大之安全系数 (2)壓头之上下面应加垫子，保証壓头各处受力均匀，否則会引起局部变形，使黏果
第 五 期 一 固 植豹 一 欧 ， 灵敏度蛟 小豹 一 为 了提 高仪器 的 灵敏度 ， 我们 利用 四 个棘换器裤 成 桥 电路 ，同 时粘 于屋头上 如 图 示 ，共 中 ， 。 受到厘 力作 用 电阻 他变小 ， 而 ， 受 到拉 力作 用 电 阻植变 大 这样作 的另 一 优点 是 能有温度补 偿作 用 ， 防 比 由 于雁 头温度 的变 化 而 引 起 的改差 桥 电路输出电流他 、 一 与外 加 屋 力 他 简仍 推持 直徐 关 系 〔 〕 ， 却 一 · 一于月 。 · 二 仁 一 · · 。 夕 · 一 式 中 －材料挥 性模 数 群－ 泊桑止匕 一屋头变形 前 ， 电阻博换器之 电 阻值 · 夕 －输出 电表 之内 电 阻 · 夕 － 电 阻搏换器 灵 敏度 － 厘头 受 力部份 空心 园柱 之 内外 越 作压川问力 耳 一月洲川 一 · 仁一 一一傀四 实墩拮 果亦征实 了这一 点 ， 如 图 示 健头 特性 曲徐 的遭 徐性 ， 提供 了很 方便 的使用 条 件 ， 当 度有 足 够能 力的 材料拭撇机 来 佼对 膝头 时 ， 可以 将共 特性 曲腺 延伸 到所 须用 的范 扣 。 屋 头之 制造 应 注意以 下 几点 毅针艇 头 时 ， 要保能工作 部 协之 强度 ， 使 受 力时不 超过共 弹 性极 限 由 」飞测 量 徐 路 中应 用 了电 子管放 大器 ， 灵敏度 大大提 高 ， 因之投 补厘 头 时可拾以 较 大之 安全 系数 。 艇 头 之上 下面应 加 垫 子 ， 保 就屋 头 各处 受 力均 匀 ， 否别 会 引起 局部变 形 ， 使 精果
一48- 纳院學報 不准确按婴限头时亦应注意此点。 P（) (3)电了管放大器易受外界都电改磁十扰而失去 其正常工作状态，故陛头长面应加隔离显论使川阁离式 接線。 25 (4)粘結电1絲之嬤为表处应很好的磨光，並 20 襟洗清洁，之川万能廖水将电粽估上，干燥后即可 使用，为防止水潮，电絲外侧珂川陬封任；粘时应注 15 意电阻徐与壓夹长面刷，之膠层不应太以，否則会影响变 形量之傳递。 10 建義壓头之形式如图6所示，H值应够大，以保証 粘上电阻絲， 5 B,仪器的構成皮测量線路：主要由哪头，放大器 收振盪器組成，迪接腺路示于饰图7。 1020 30 IM 采用低頻振盪器作为桥电路之电源，特性为： (°=665,1oA) f=500週/秒，V=20伏；桥电路输出电流甲类放大 倒5 器放大后，可利月亮安計及磁示被器部录：放大器锦路示于图8中： 6 倒6座頭照象阁 M.A 1 振造器 2.压头 3放大器 本磁放大器拔动子 國7
一 一 钢 院 擎 报 不 准确 按装腆 失 时 亦应 注 意此 点 。 电 了‘全放 火 器 易受 外界静 电 及 磁 二扰 失 去 共 正常工 作 状 态 ， 故艇 头 丧画应 加 隔 离罩业 使 少 隔 离式 接徐 。 粘桔 电 阻袜 之厘 夫 友 处 应很好的磨光 ， 业 擦 洗 清洁 ， 之 后川 万能 腰 水 将 电 阻粽 粘 上 ， 于燥 后却可 使 用 ， 为 防 止水 丫朝 ， 电 毗粽 外侧 可 用撇封住 粘时应 注 意 电 阻粽与 艇 臾 友 叫胡之 层 不应 太厚 ， 否 会影响 变 形量 之 傅递 。 建蔽厘 头 之 形式 如图 所示 ， 他应 够 大 ， 以 保 蔽 粘上 电 阻栋 。 仪 器的 裤成 及 测 显 徐路 主要 由渺 夫 ， 放 大器 及 振傲器粗成 ， 速 接徐路示 于筋 图 。 采 用低 频振 傲 器 作 为桥 电路 之 也源 ， 特 性 为 户 刃 丫 厂 了 巧阳万 日 〔 ， ‘ 二 ，万亏 ， 刃 。 李 场 一 翅 秒 ， 一 伏 桥 电路中翻妇电 流 征 甲类 放 大 器放 大 后 ， 可 利 用毫安 补 及 磁 示 波 器祀 录 放 大器徐路示 于 图 中 因 圈 巫烦 照 象圆 工 振 盘器 己 压 头 汉 放 大器 东 稀 放人品报动 子 园 叫 丈立岁 「 占 甚
第五期 49 《净)入004.21100：0 黑z).6009120m10.0 《w2sc090000.50:m ≤1M22:15100041200w 5 8 (出年) 3402 70g (801)63401 (A年)P400m (-)pa007 室 A009 PJ8)1 5 臣 店 d00000000000 (M)OH EA1)6319.2 K8-年)6085 -4 意 感
书 五 期 。 沐 卑自 、 于林叫州纂旨寸的灼卜钾 林案目 。 召伟洲自 、 纂形案杯脚州卜工纂尽心臼的闪卜创卜 子州昌。工 叫昌国叫尸、 工 红︶八幕。卜卜 毅找二 卜 奋二引︸ ︶八俩动。卜卜 勺，改卜 ︺八喊幸势卜 份叫寸 勺芍交势 沙寡丫﹃ 卜 勺弓心、 嵘汾卜 ︵ 勺弓晚、 ︵渗 ︶洲国臼润沙 、 ︵十︶勺。的砂 ︶︵国。叫电。工泳 ︶洲国勺。娜 冈电闪 奋二一。 卜 口二”卜 公引‘ 口 鑫工卜 国沈幼二鱿 国伏 国。，引二 国引‘ 国 卜 留闰蕊毖 ﹁巾︶令的闪冬 集潺冈电嵘 ︵︶中臼导 ︵︶国叫职的闪沙 朗‘ ︵︶水冈以闪多 ︶凸十国电的琴二 ︵十︶国电叫因琴瞬。 岑洲 获卿国工叫 簿 《 …汀 田 一代二〕 一 患 〕 丫砚 荞 〔 二 左介 石二 － 「 篡篡 刃汉 国引的 以尸到 卜 国闰二 ‘ 国全 ‘ 闰艺 闰‘ 以引 国引。 。钾卜 闰 尸沈卜 因 引卜卜 国 引‘ 因二州 另 国科