一種用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器以及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種位移測(cè)量裝置，具體涉及一種用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器以及位移測(cè)量的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前大型結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測(cè)常用的方法有GPS測(cè)量法、水準(zhǔn)儀測(cè)量法、全站儀測(cè)量法、連通管測(cè)量法、傾角儀法、激光圖像測(cè)量法等。
[0003]水準(zhǔn)儀、全站儀等方法為人工測(cè)量，無(wú)法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行長(zhǎng)期持續(xù)的測(cè)量，且精度受測(cè)量人員的工作經(jīng)驗(yàn)等影響較大；GPS測(cè)量法成本較高，且精度有限；連通管法安裝過程較為繁瑣，并且要定期補(bǔ)充連通管內(nèi)液體，以保障測(cè)量的正常完成；傾角儀法受使用環(huán)境及路況影響較大；激光圖像測(cè)量法對(duì)周圍環(huán)境的光照強(qiáng)度比較敏感，較強(qiáng)的光照環(huán)境會(huì)影響測(cè)量精度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器。
[0005]本實(shí)用新型的目的之一是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器，包括從左至右依次設(shè)置的若干測(cè)量段，每個(gè)測(cè)量段包括一條狀的導(dǎo)電橡膠和設(shè)置于導(dǎo)電橡膠兩端的電極。
[0006]本實(shí)用新型的目的之二是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器，包括一條狀導(dǎo)電橡膠，所述導(dǎo)電橡膠從端端至末端每隔一定距離設(shè)置有一個(gè)電極。
[0007]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0008]本實(shí)用新型能夠長(zhǎng)期自動(dòng)測(cè)量，測(cè)量精確程度不受人工影響，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，安裝快捷。
【附圖說明】
[0009]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0010]圖1為傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為結(jié)構(gòu)位移測(cè)量示意圖；其中a表示結(jié)構(gòu)未變形，b表示結(jié)構(gòu)發(fā)生變形后；
[0012]圖3為信號(hào)調(diào)理電路的原理框圖；
[0013]圖4為信號(hào)調(diào)理電路的具體電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0015]實(shí)施例一
[0016]如圖1所示，一種用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器，包括:從左至右依次設(shè)置的若干測(cè)量段4，每個(gè)測(cè)量段包括一條狀的導(dǎo)電橡膠和設(shè)置于導(dǎo)電橡膠兩端的電極3。
[0017]兩相鄰測(cè)量段的鄰近端共用一個(gè)電極。
[0018]所述傳感器還包括連接電極與外部測(cè)量裝置的導(dǎo)線I。
[0019]所述傳感器還包括外套2，所述導(dǎo)電橡膠、電極和導(dǎo)線封裝于外套內(nèi)。
[0020]一種大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量裝置，包括位移測(cè)量的傳感器，還包括與傳感器連接的信號(hào)調(diào)理電路。所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的控制模塊、多路模擬開關(guān)模塊和AD采樣模塊，所述信號(hào)調(diào)理電路還包括電橋模塊，所述電橋模塊與多路模擬開關(guān)模塊連接。
[0021]控制模塊為單片機(jī)、多路模擬開關(guān)模塊為CD4067和AD采樣模塊為采樣芯片ADC0809
[0022]⑶4067為16路模擬開關(guān)，可以將傳感器中的多個(gè)導(dǎo)電橡膠電極分別接入電路中進(jìn)行測(cè)量。一塊該芯片可以接入16個(gè)電極。
[0023]ADC0809為8通道AD采樣芯片，對(duì)導(dǎo)電橡膠組成的電極阻值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而分析結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了變形。導(dǎo)電橡膠作為一個(gè)電阻連入電橋電路，由該AD采樣芯片進(jìn)行采樣，從而得到精確的電阻值變化量。
[0024]本實(shí)施例僅用8塊⑶4067和I片ADC0809進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可以監(jiān)測(cè)128個(gè)點(diǎn)(16*8)，可以根據(jù)單纜傳感器中電極的數(shù)量進(jìn)行多級(jí)級(jí)聯(lián)，以達(dá)到更多的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)。
[0025]實(shí)施例二
[0026]一種用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器，包括:一條狀導(dǎo)電橡膠4，所述導(dǎo)電橡膠從端端至末端每隔一定距離設(shè)置有一個(gè)電極3。
[0027]所述傳感器還包括連接電極與外部測(cè)量裝置的導(dǎo)線I。
[0028]所述傳感器還包括外套2，所述導(dǎo)電橡膠、電極和導(dǎo)線封裝于外套內(nèi)。
[0029]一種大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量裝置，包括位移測(cè)量的傳感器，還包括與傳感器連接的信號(hào)調(diào)理電路。如圖3所示，所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的控制模塊、多路模擬開關(guān)模塊和AD采樣模塊，所述信號(hào)調(diào)理電路還包括電橋模塊，所述電橋模塊與多路模擬開關(guān)模塊連接。
[0030]控制模塊為單片機(jī)、多路模擬開關(guān)模塊為CD4067和AD采樣模塊為采樣芯片ADC0809
[0031]⑶4067為16路模擬開關(guān)，可以將傳感器中的多個(gè)導(dǎo)電橡膠電極分別接入電路中進(jìn)行測(cè)量。一塊該芯片可以接入16個(gè)電極。
[0032]ADC0809為8通道AD采樣芯片，對(duì)導(dǎo)電橡膠組成的電極阻值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而分析結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了變形。導(dǎo)電橡膠作為一個(gè)電阻連入電橋電路，由該AD采樣芯片進(jìn)行采樣，從而得到精確的電阻值變化量。
[0033]本實(shí)施例僅用8塊⑶4067和I片ADC0809進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可以監(jiān)測(cè)128個(gè)點(diǎn)(16*8)，可以根據(jù)單纜傳感器中電極的數(shù)量進(jìn)行多級(jí)級(jí)聯(lián)，以達(dá)到更多的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)。
[0034]在本實(shí)用新型中使用的是導(dǎo)電橡膠，也可以使用其他具有類似功能的材料制作專感器。
[0035]本實(shí)用新型利用導(dǎo)電橡膠(或類似的具有一定導(dǎo)電性，但導(dǎo)電性較差，能夠形成一定電阻的導(dǎo)電材料)，每隔一段距離使用導(dǎo)電膠或金屬片形成一個(gè)電極，并將該電極通過導(dǎo)線引出匯聚在一起，最后在導(dǎo)電橡膠外部封裝硬質(zhì)護(hù)套，形成單根纜狀傳感器。
[0036]使用時(shí)將該單纜傳感器可靠固定于結(jié)構(gòu)表面，當(dāng)結(jié)構(gòu)形狀發(fā)生改變后，固定于結(jié)構(gòu)物表面的傳感器會(huì)跟隨結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，從而擠壓拉伸傳感器內(nèi)部的導(dǎo)電橡膠等導(dǎo)電材料，造成該區(qū)域電阻值發(fā)生變化，通過測(cè)量電阻值的變化量，可以推算出結(jié)構(gòu)的變形量大小，通過電阻值變化的位置，可以判斷結(jié)構(gòu)的變形位置，從而測(cè)量出結(jié)構(gòu)在哪些位置產(chǎn)生了多大的位移變化。
[0037]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本實(shí)用新型，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器，其特征在于:包括從左至右依次設(shè)置的若干測(cè)量段，每個(gè)測(cè)量段包括一條狀的導(dǎo)電橡膠和設(shè)置于導(dǎo)電橡膠兩端的電極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器，其特征在于:兩相鄰測(cè)量段的鄰近端共用一個(gè)電極。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器，其特征在于:所述傳感器還包括連接電極與外部測(cè)量裝置的導(dǎo)線。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器，其特征在于:所述傳感器還包括外套，所述導(dǎo)電橡膠、電極和導(dǎo)線封裝于外套內(nèi)。5.一種大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量裝置，其特征在于:包括如權(quán)利要求1~4任意一項(xiàng)所述傳感器，還包括與傳感器連接的信號(hào)調(diào)理電路，所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的控制模塊、多路模擬開關(guān)模塊和AD采樣模塊，所述信號(hào)調(diào)理電路還包括電橋模塊，所述電橋模塊與多路模擬開關(guān)模塊連接。6.一種用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器，其特征在于:包括一條狀導(dǎo)電橡膠，所述導(dǎo)電橡膠從端端至末端每隔一定距離設(shè)置有一個(gè)電極。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器，其特征在于:所述傳感器還包括連接電極與外部測(cè)量裝置的導(dǎo)線。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量的傳感器，其特征在于:所述傳感器還包括外套，所述導(dǎo)電橡膠、電極和導(dǎo)線封裝于外套內(nèi)。9.一種大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量裝置，其特征在于:包括如權(quán)利要求7?8任意一項(xiàng)所述傳感器，還包括與傳感器連接的信號(hào)調(diào)理電路，所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次連接的控制模塊、多路模擬開關(guān)模塊和AD采樣模塊，所述信號(hào)調(diào)理電路還包括電橋模塊，所述電橋模塊與多路模擬開關(guān)模塊連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種大型結(jié)構(gòu)位移測(cè)量裝置，包括傳感器和與傳感器連接的信號(hào)調(diào)理電路，所述傳感器包括從左到右依次設(shè)置的若干測(cè)量段，每個(gè)測(cè)量段包括一條狀的導(dǎo)電橡膠和設(shè)置于導(dǎo)電橡膠兩端的電極。本實(shí)用新型通過測(cè)量導(dǎo)電橡膠電阻值的變化量，可以推算出結(jié)構(gòu)的變形量大小，通過電阻值變化的位置，可以判斷結(jié)構(gòu)的變形位置，從而測(cè)量出結(jié)構(gòu)在哪些位置產(chǎn)生了多大的位移變化。本實(shí)用新型能夠長(zhǎng)期自動(dòng)測(cè)量，測(cè)量精確程度不受人工影響，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，安裝快捷。
【IPC分類】G01B7/02, G01B7/16
【公開號(hào)】CN204730800
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520397614
【發(fā)明人】張奔牛
【申請(qǐng)人】重慶交通大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年6月10日