全橋式應(yīng)變測量支架的制作方法
【專利摘要】全橋式應(yīng)變測量支架，包括門架、應(yīng)變計、T形傳動構(gòu)件、應(yīng)變計基板；所述支架為門形結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)兩邊設(shè)有凸臺；應(yīng)變計基板為長方形薄板，數(shù)量為兩個，每個上面貼兩個應(yīng)變計，四片應(yīng)變計采用全橋連接；T形傳動構(gòu)件位于所述門架中央位置，應(yīng)變計基板一端與門架凸臺連接，另一端與T形傳動構(gòu)件凸臺的下表面連接；所述門架較長一邊的下端及T形傳動構(gòu)件的底端與構(gòu)件的應(yīng)變監(jiān)測區(qū)域連接，門架的另一端懸空。當構(gòu)件被測區(qū)域產(chǎn)生變形時，T形傳動構(gòu)件與門架兩邊產(chǎn)生相對移動，應(yīng)變計基板一邊受拉，一邊受壓，完成全橋測量工作；通過本實用新型使得應(yīng)變測量靈敏度提高四倍，且四個應(yīng)變計互為補償，最大限度減少溫漂及電磁干擾影響，大大改善測量精度。
【專利說明】全橋式應(yīng)變測量支架

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本設(shè)計涉及全橋式應(yīng)變測量支架，屬于機械電子【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)變計是目前應(yīng)用非常廣泛的一種變形監(jiān)測傳感器，在工程與科研中主要監(jiān)測結(jié)構(gòu)在荷載作用下的應(yīng)變與應(yīng)力，它的特點是靈敏度高，工作在線性范圍，易于標定。但由于該種應(yīng)變計用于平面應(yīng)變測量時，通常采用單片加補償?shù)墓ぷ鞣绞?，補償應(yīng)變計的功能主要是消除由于溫度漂移、線路引入的干擾等影響，實際工作中即使采取這樣的方式仍無法完全消除這些因素對測量結(jié)果的影響，且各種因素的影響無法避免，尤其在工程現(xiàn)場測量，這些問題表現(xiàn)得尤為突出，特別在需要長時間監(jiān)測、電磁環(huán)境惡劣的場所，這樣的監(jiān)測有時無法進行下去。為此，需要改變現(xiàn)有的測量方式，采用全橋的工作模式，既能提高測量精度，又能最大限度地減少溫漂與時漂對測量結(jié)果的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述要求，本設(shè)計的目的是提供全橋式應(yīng)變測量支架，解決現(xiàn)有應(yīng)變監(jiān)測中工作片只能采用單片、溫漂大、時漂大及抗干擾能力差的問題。。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本設(shè)計是通過以下技術(shù)手段來實現(xiàn)的:
[0005]全橋式應(yīng)變測量支架,其特征在于:包括門架、應(yīng)變計、T形傳動構(gòu)件、應(yīng)變計基板；所述門架為門形結(jié)構(gòu)，在門形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)兩邊設(shè)有凸臺，門架一邊的高度大于另一邊高度；所述T形傳動構(gòu)件上邊凸臺的高度與門形結(jié)構(gòu)凸臺的高度相同；所述應(yīng)變計基板為長方形薄板，數(shù)量為兩個，每個應(yīng)變計基板上貼有兩個應(yīng)變計，四片應(yīng)變計采用全橋連接；
[0006]所述T形傳動構(gòu)件位于所述門架中央位置，所述應(yīng)變計基板一端與門架凸臺連接，另一端與T形傳動構(gòu)件凸臺的下表面連接；所述門架高度較高一邊的下端及T形傳動構(gòu)件的底端與被測結(jié)構(gòu)的應(yīng)變監(jiān)測區(qū)域固定。
[0007]優(yōu)選的:
[0008]所述的全橋式應(yīng)變測量支架，其特征在于:所述應(yīng)變計基板與門架凸臺及T形傳動構(gòu)件凸臺的下表面采用焊接或者膠粘的連接方式。
[0009]所述的全橋式應(yīng)變測量支架，其特征在于:所述門架高度較高一邊的下端及T形傳動構(gòu)件的底端與被測結(jié)構(gòu)的應(yīng)變監(jiān)測區(qū)域采用焊接或者膠粘連接；門架的另一邊懸空。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本實用新型將原來單片應(yīng)變測量工作方式改為全橋工作方式，測量靈敏度提高了三倍，且全橋測量方式無需補償片，四個應(yīng)變計均互為補償，能最大限度減少溫漂及電磁干擾的影響，大大改善測量精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)組成示意圖，圖2為門架主視圖，圖3為圖2左視圖，圖4為圖2俯視圖，圖5為T形傳動構(gòu)件主視圖，圖6為圖5左視圖，圖7為圖5俯視圖，圖8為T形傳動構(gòu)件主視圖，圖9為圖8左視圖，圖10為圖8俯視圖，圖11為本實用新型裝配圖。
[0012]附圖標號的含義如下:1門架、2應(yīng)變計、3T形傳動構(gòu)件、4應(yīng)變計基板、5被測結(jié)構(gòu)。

【具體實施方式】
[0013]下面將結(jié)合說明書附圖，對設(shè)計作進一步的說明。
[0014]如圖1-11所示,全橋式應(yīng)變測量支架,其特征在于:包括門架1、應(yīng)變計2、T形傳動構(gòu)件3、應(yīng)變計基板5 ;所述門架I為門形結(jié)構(gòu)，在門形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)兩邊設(shè)有凸臺1-1，門架一邊1-2的高度大于另一邊1-3的高度；所述T形傳動構(gòu)件3上邊凸臺3-1的高度與門形結(jié)構(gòu)凸臺1-1的高度相同；所述應(yīng)變計基板5為長方形薄板，數(shù)量為兩個，每個應(yīng)變計基板5上貼有兩個應(yīng)變計2，四片應(yīng)變計2采用全橋連接；
[0015]所述T形傳動構(gòu)件3位于所述門架I中央位置，所述應(yīng)變計基板5 —端與門架凸臺連接，另一端與T形傳動構(gòu)件3的凸臺3-1的下表面連接；所述門架I高度較高一邊1-2的下端及T形傳動構(gòu)件3的底端與被測結(jié)構(gòu)5的應(yīng)變監(jiān)測區(qū)域連接。
[0016]優(yōu)選的:
[0017]所述的全橋式應(yīng)變測量支架，其特征在于:所述應(yīng)變計基板4與門架凸臺1-1及T形傳動構(gòu)件上邊凸臺3-1的下表面采用焊接或者膠粘的連接方式。
[0018]所述的全橋式應(yīng)變測量支架，其特征在于:所述門架高度較高一邊1-2的下端及T形傳動構(gòu)件3的底端與被測結(jié)構(gòu)5的應(yīng)變監(jiān)測區(qū)域采用焊接或者膠粘連接。
[0019]本實用新型工作原理:結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測區(qū)域發(fā)生形變時，T形傳動構(gòu)件與門架之間發(fā)生相對位移。由于T形傳動構(gòu)件是焊接或粘接在被測結(jié)構(gòu)上的，自身強度高，變形忽略不計，所以該變形被傳遞給應(yīng)變計基板，應(yīng)變計基板同步變形，變形的方向是一邊被壓，另一邊被拉，反映在應(yīng)變計上產(chǎn)生的應(yīng)變是大小相等方向相反，通過儀器所監(jiān)測的應(yīng)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)被監(jiān)測區(qū)域?qū)嶋H發(fā)生應(yīng)變的四倍，即采用支架應(yīng)變監(jiān)測的靈敏度提高了三倍。由于組成全橋的四個應(yīng)變計均為工作片，工作環(huán)境及接線方式完全相同，在線路上產(chǎn)生的溫漂、時漂及電磁干擾可以互相抵消，大大減少這些因素對測量結(jié)果的影響。
[0020]【具體實施方式】為，將兩塊形狀與材料特性相同的應(yīng)變計基板一端通過焊接或膠粘的方式與門架內(nèi)的兩側(cè)凸臺連接，另一端采用同樣的方式與T形傳動構(gòu)件的凸臺連接；在每塊應(yīng)變計基板上分別貼兩個特性基本相同的應(yīng)變計，共貼四片應(yīng)變計，四片應(yīng)變計采用全橋連接方式接入應(yīng)變儀，給橋路輸入端施加一個電壓，這時橋路的輸出電壓為單片工作方式輸出電壓的四倍，由此看出全橋工作的應(yīng)變測量電路，它的靈敏度是單片工作的四倍，且全橋電路由于各應(yīng)變計溫度變化及受電磁干擾的情況相似，能最大限度減少溫漂、時漂及電磁干擾的影響。
[0021]將應(yīng)變測試門架的一端及T形傳動件的下端通過焊接或膠粘的方式安裝在被測結(jié)構(gòu)的應(yīng)變測試區(qū)域，而門架的另一端懸空，懸空的作用是防止門架兩端隨被測構(gòu)件變形而變形，無法達到測量目的。技術(shù)要求門架產(chǎn)生的變形與構(gòu)件被測區(qū)域的變形相比可忽略不計；由于T形傳動構(gòu)件只與應(yīng)變基板焊接，與門架之間不固定，只是通過應(yīng)變基板與門架連接，所以，T形傳動構(gòu)件的上端在門架內(nèi)可自由滑動，下端與被測結(jié)構(gòu)連接。當被測區(qū)域產(chǎn)生應(yīng)變變形時，T形傳動構(gòu)件與門架之間產(chǎn)生相對位移，T形傳動構(gòu)件與門架兩邊之間的距離一邊變大，另一邊變小，T形傳動構(gòu)件把變形傳遞給應(yīng)變計基板，應(yīng)變計基板及基板上的應(yīng)變計跟隨產(chǎn)生同樣變形，當應(yīng)變門架及T形傳動構(gòu)件的剛度足夠高時，每個應(yīng)變計產(chǎn)生的應(yīng)變就是結(jié)構(gòu)被測區(qū)域的應(yīng)變。當門架一端與T形傳動構(gòu)件之間產(chǎn)生相對位移時，T形傳動構(gòu)件與門架兩邊之間的距離一邊變大，一邊變小，T形傳動構(gòu)件的傳動使兩邊的應(yīng)變計基板一邊受拉，一邊受壓，所以四個應(yīng)變計都是工作片。為防水、溫度突變及其它環(huán)境影響，可用柔性膠將門架的四周封死，使得測試數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定。若應(yīng)變計選用帶自補償功能的應(yīng)變計，可進一步提高應(yīng)變的測試性能。
[0022]全橋式應(yīng)變測量支架門架，呈門字形，用鋼、不銹鋼或其它高強材料制成，有足夠的剛度，防止應(yīng)變計基板變形時門架也跟隨變形，影響測量精度。所用材料便于與被測結(jié)構(gòu)進行膠粘或焊接，門架的內(nèi)側(cè)每邊各有一個凸臺，用于固定應(yīng)變計基板。
[0023]全橋式應(yīng)變測量支架T形傳動構(gòu)件，上邊的凸臺用于固定左右應(yīng)變計基板。T形傳動構(gòu)件材料與門架相同。
[0024]全橋式應(yīng)變測量支架的應(yīng)變計基板，用于粘貼應(yīng)變計，并跟隨被測結(jié)構(gòu)同時產(chǎn)生應(yīng)變。其一端固定在門架上，另一端固定在T形傳動構(gòu)件上，材料選用不銹鋼片、銅片、有機玻璃板、塑料板及其它材料等，要求其彈性較好，強度低于被測結(jié)構(gòu)的強度。
[0025]裝配時，首先將兩塊應(yīng)變計基板安裝在T形傳動件上，然后將兩塊應(yīng)變計基板的另一端與門架的兩端固定，每塊應(yīng)變計基板上分別貼兩個應(yīng)變計，共四片應(yīng)變計，采用全橋接法，最后再將整個支架固定在被測結(jié)構(gòu)上應(yīng)變監(jiān)測區(qū)域。
[0026]以上顯示和描述了本設(shè)計的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本設(shè)計不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本設(shè)計的原理，在不脫離本設(shè)計精神和范圍的前提下，本設(shè)計還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本設(shè)計范圍內(nèi)。本設(shè)計要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.全橋式應(yīng)變測量支架，其特征在于:包括門架、應(yīng)變計、T形傳動構(gòu)件、應(yīng)變計基板；所述門架為門形結(jié)構(gòu)，在門形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)兩邊設(shè)有凸臺，門架一邊的高度大于另一邊高度；所述T形傳動構(gòu)件上邊凸臺的高度與門形結(jié)構(gòu)凸臺的高度相同；所述應(yīng)變計基板為長方形薄板，數(shù)量為兩個，每個應(yīng)變計基板上貼有兩個應(yīng)變計，四片應(yīng)變計采用全橋連接； 所述T形傳動構(gòu)件位于所述門架中央位置，所述應(yīng)變計基板一端與門架凸臺連接，另一端與T形傳動構(gòu)件凸臺的下表面連接；所述門架高度較高一邊的下端及T形傳動構(gòu)件的底端與被測結(jié)構(gòu)的應(yīng)變監(jiān)測區(qū)域固定。
2.如權(quán)利要求1所述的全橋式應(yīng)變測量支架，其特征在于:所述應(yīng)變計基板與門架凸臺及T形傳動構(gòu)件凸臺的下表面采用焊接或者膠粘的連接方式。
3.如權(quán)利要求1所述的全橋式應(yīng)變測量支架，其特征在于:所述門架高度較高一邊的下端及T形傳動構(gòu)件的底端與被測結(jié)構(gòu)的應(yīng)變監(jiān)測區(qū)域采用焊接或者膠粘連接；門架的另一邊懸空。
【文檔編號】G01B7/16GK204228102SQ201420566534
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】楊光明, 阮善發(fā), 楊坤, 馮驍 申請人:河海大學