一種高靈敏度應(yīng)力傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種高靈敏度應(yīng)力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前橋梁施工、托運(yùn)貨物時(shí)，都需要對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化、以及承受的重量進(jìn)行監(jiān)測，進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，一般采用金屬電阻應(yīng)變計(jì)進(jìn)行監(jiān)測。而目前的應(yīng)變計(jì)在檢測微小應(yīng)變時(shí)，信號較小，信噪比不能滿足測試要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的問題提供一種高靈敏度應(yīng)力傳感器，該應(yīng)力傳感器便于固定于微小形變處，且能夠靈敏的感應(yīng)出形變，監(jiān)測出形變處的應(yīng)力變化。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種高靈敏度應(yīng)力傳感器，包括:能彎曲變形的應(yīng)力集中梁，在應(yīng)力集中梁的應(yīng)力集中處設(shè)有應(yīng)變計(jì)，應(yīng)變計(jì)組成惠斯登電橋；可以感受微小應(yīng)變。還包括設(shè)置于應(yīng)力集中梁兩端的固支梁。
[0005]其中，所述固支梁設(shè)有用于固定于被測物的固定孔。
[0006]應(yīng)變計(jì)為玻璃微熔半導(dǎo)體硅應(yīng)變計(jì)或半導(dǎo)體擴(kuò)散硅應(yīng)變計(jì)或陶瓷厚膜電阻應(yīng)變
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[0007]—種高靈敏度應(yīng)力傳感器還包括無線信號傳輸裝置。通過設(shè)置無線信號傳輸裝置，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程測量，無線遠(yuǎn)程監(jiān)測。進(jìn)一步地，應(yīng)力集中梁的中部設(shè)有彈性結(jié)構(gòu)。
[0008]其中，彈性結(jié)構(gòu)可以為以下幾種結(jié)構(gòu):
1、彈性體呈V或U字形，中間形成彈性空間，當(dāng)兩端受力時(shí)，其中部的形變較大，能夠產(chǎn)生足夠應(yīng)變信號。
[0009]2、彈性體呈弧形，如拋物線形等。
[0010]3、彈性體呈螺旋形或波紋形。
[0011]其中，應(yīng)力集中梁厚度為中間薄兩端厚。該結(jié)構(gòu)使得應(yīng)力集中梁更容易形變。
[0012]進(jìn)一步地，所述應(yīng)力集中梁的外側(cè)套設(shè)有彈性殼體，彈性殼體的兩端分別與固支梁固定連接。彈性殼體將應(yīng)力集中梁以及應(yīng)變計(jì)保護(hù)在內(nèi)部，防止外部干擾。彈性殼體優(yōu)選地選擇為波紋管，以及網(wǎng)罩等。
[0013]進(jìn)一步地，其中一個(gè)固支梁的中部設(shè)有通孔，信號線的一端通過通孔與應(yīng)變計(jì)信號連接。在具體設(shè)置時(shí)，優(yōu)選地，信號線從固支梁的端面引出。
[0014]進(jìn)一步地，所述應(yīng)變計(jì)與應(yīng)力集中梁的固定方式為玻璃微恪式，其制作包括:
步驟I ;在清洗好的金屬彈性體上絲網(wǎng)印制玻璃漿。步驟2 ;在彈性體印制玻璃漿的位置安裝硅應(yīng)變計(jì)。步驟3 ;把傳感器送入高溫隧道爐，完成硅應(yīng)變計(jì)和金屬彈性體的粘接。步驟4 ;用金絲球焊接把硅應(yīng)變計(jì)通過接線端子組成惠斯頓電橋。
[0015]本發(fā)明的有益效果為: 1:對大型建筑壽命的實(shí)時(shí)監(jiān)控。建筑物沉降的測量。2:對遂道涵洞橋梁變化沉降的測量與監(jiān)控。3:對鐵路動(dòng)態(tài)變化和沉降的測量與監(jiān)控。4:對高壓線纜、承拉載荷的鋼纜進(jìn)行測量與監(jiān)控。5:對大型水利工程布點(diǎn)測量與監(jiān)控。
[0016]對大型構(gòu)件的測量可以具體到每一個(gè)局部微小應(yīng)變，通過合理布點(diǎn)具部數(shù)據(jù)整體分析，從而得到構(gòu)件和建筑的實(shí)時(shí)狀況，給業(yè)主和設(shè)計(jì)部門提供科學(xué)合理的解決方案。
[0017]本發(fā)明的應(yīng)力傳感器采用固支梁固定于測試位置，通過測試位置不同固定點(diǎn)的應(yīng)變變化累積，在應(yīng)力集中梁上形成較大的應(yīng)變變化，同時(shí)采用玻璃微熔式硅應(yīng)變計(jì)，使得應(yīng)變感應(yīng)信號得到放大，同時(shí)精度也得到提高。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的一種應(yīng)力感應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1的另一種視角的示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記為:
I一一固支梁；2——應(yīng)力集中梁；3—一半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)；4一一彈性殼體；
5 ?目號線;11 固定孔。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例與附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。參見圖1至圖2，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0022]一種高靈敏度應(yīng)力傳感器通過:a、應(yīng)力集中梁2的加工，b、半導(dǎo)體硅應(yīng)變電阻的玻璃微熔技術(shù)安裝，C、溫度和穩(wěn)定性技術(shù)，d、焊接或硫化密封技術(shù)完成。其具體結(jié)構(gòu)為:包括能彎曲變形的應(yīng)力集中梁2，在應(yīng)力集中梁2的應(yīng)力集中處設(shè)有硅半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)3，一般設(shè)計(jì)在應(yīng)力集中梁2的中部，半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)3組成惠斯登電橋可以感受微小應(yīng)變。還包括設(shè)置于應(yīng)力集中梁2兩端的固支梁I。
[0023]為方便應(yīng)力傳感器的設(shè)置以及信號的獲得，高靈敏度應(yīng)力傳感器還包括無線信號傳輸裝置；無線信號傳輸裝置與惠斯登電橋的的信號輸出端信號連接；在應(yīng)用到遠(yuǎn)距離檢測時(shí)，可對應(yīng)力傳感器進(jìn)行布點(diǎn)，設(shè)置節(jié)點(diǎn)收集信號；將應(yīng)力傳感器的信號傳輸?shù)竭h(yuǎn)處。
[0024]其次，在將應(yīng)力傳感器進(jìn)行安裝時(shí)，通過固支梁I上的固定孔11固定于被測物，如通過螺栓等。固定后，被測物的形變差量通過兩個(gè)固支梁I進(jìn)行積累，從而將應(yīng)力形變放大。當(dāng)被測物較大或較為復(fù)雜時(shí)，可以在被測物上多設(shè)置應(yīng)力傳感器，并對應(yīng)力傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集處理，可以獲得被測物應(yīng)力變化對應(yīng)的重量改變或形體變化等。
[0025]在設(shè)計(jì)應(yīng)力傳感器時(shí)，應(yīng)力集中梁2的外側(cè)套設(shè)有彈性殼體，彈性殼體的兩端分別與固支梁I固定連接。彈性殼體將應(yīng)力集中梁以及應(yīng)變計(jì)保護(hù)在內(nèi)部，防止外部干擾。彈性殼體4優(yōu)選地選擇為波紋管、柔性外套，如橡膠套；以及網(wǎng)罩等。本技術(shù)方案中，采用橡膠套。橡膠套可以起到輔助固定、定位效果。
[0026]其中一個(gè)固支梁I的中部設(shè)有通孔，信號線5的一端通過通孔與應(yīng)變計(jì)信號連接。在具體設(shè)置時(shí)，優(yōu)選地，信號線從固支梁的端面引出。在制作應(yīng)力傳感器時(shí)，半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)3與應(yīng)力集中梁2的固定方式為玻璃微熔式，其制作包括以下步驟: 步驟I ;在清洗好的金屬彈性體上絲網(wǎng)印制玻璃漿。步驟2 ;在彈性體印制玻璃漿的位置安裝硅應(yīng)變計(jì)。步驟3 ;把傳感器送入高溫隧道爐，完成硅應(yīng)變計(jì)和金屬彈性體的粘接。步驟4 ;用金絲球焊接把硅應(yīng)變計(jì)通過接線端子組成惠斯頓電橋。
[0027]以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高靈敏度應(yīng)力傳感器，其特征在于:包括:能彎曲變形的應(yīng)力集中梁，在應(yīng)力集中梁的應(yīng)力集中處設(shè)有應(yīng)變計(jì)，應(yīng)變計(jì)組成惠斯登電橋；所述一種高靈敏度應(yīng)力傳感器還包括設(shè)置于應(yīng)力集中梁兩端的固支梁。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高靈敏度應(yīng)力傳感器，其特征在于:應(yīng)變計(jì)為玻璃微熔半導(dǎo)體硅應(yīng)變計(jì)或半導(dǎo)體擴(kuò)散硅應(yīng)變計(jì)或陶瓷厚膜電阻應(yīng)變計(jì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高靈敏度應(yīng)力傳感器，其特征在于:還包括無線信號傳輸裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高靈敏度應(yīng)力傳感器，其特征在于:應(yīng)力集中梁厚度為中間薄兩端厚。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高靈敏度應(yīng)力傳感器，其特征在于:所述應(yīng)力集中梁的外側(cè)套設(shè)有彈性殼體，彈性殼體的兩端分別與固支梁固定連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高靈敏度應(yīng)力傳感器，其特征在于:所述固支梁設(shè)有用于固定于被測物的固定孔。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高靈敏度應(yīng)力傳感器，其特征在于:所述應(yīng)變計(jì)與應(yīng)力集中梁的固定方式為玻璃微熔式，其制作包括: 步驟I ;在清洗好的金屬彈性體上絲網(wǎng)印制玻璃漿；步驟2 ;在彈性體印制玻璃漿的位置安裝硅應(yīng)變計(jì)；步驟3 ;送入高溫隧道爐，完成硅應(yīng)變計(jì)和金屬彈性體的粘接；步驟.4 ;用金絲球焊接把硅應(yīng)變計(jì)通過接線端子組成惠斯頓電橋。
【專利摘要】本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種高靈敏度應(yīng)力傳感器。本發(fā)明包括：能彎曲變形的應(yīng)力集中梁，在應(yīng)力集中梁的應(yīng)力集中處設(shè)有半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)，半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)組成惠斯登電橋；還包括設(shè)置于應(yīng)力集中梁兩端的固支梁以及無線信號傳輸裝置。本發(fā)明的高靈敏度應(yīng)力傳感器安裝在各種復(fù)雜大型結(jié)構(gòu)上。實(shí)時(shí)檢測這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的微形應(yīng)變。如大型鋼結(jié)構(gòu)、無法測量的重量結(jié)構(gòu)、隧道涵洞橋梁等結(jié)構(gòu)。且具有阻抗高和靈敏度高低功耗的特點(diǎn)，易實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控和管理。
【IPC分類】G01L1/22
【公開號】CN104931165
【申請?zhí)枴緾N201510367524
【發(fā)明人】伍德常
【申請人】東莞市華蘭海電子有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月29日