專利名稱：一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電阻應(yīng)變計，是一種混凝土專用的應(yīng)變計。
背景技術(shù)：
理論上結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變測試以電阻應(yīng)變測試的精度為最高，但以往的混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場試驗，直貼電阻應(yīng)變片的應(yīng)變測試精度多數(shù)達(dá)不到要求，許多還是失敗的，其原因主要如下1.難于對應(yīng)變片進(jìn)行溫度補(bǔ)償由于混凝土結(jié)構(gòu)直接受到陽光的直射、風(fēng)吹、雨淋等因素的影響，實際上混凝土結(jié)構(gòu)的溫度場變化是很復(fù)雜且變化強(qiáng)烈的，各個測點(diǎn)的溫度及變化相差較大，不可能給每一測點(diǎn)都配上補(bǔ)償塊并保證其溫度及變化相一致。要能有效進(jìn)行電橋的溫差補(bǔ)償?shù)拇_是一件十分困難的工作。2.忽略了導(dǎo)線溫差電阻變化對電橋的嚴(yán)重影響以往通過采用溫度補(bǔ)償片進(jìn)行半橋及全橋的補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)，除上述難于保證工作片、補(bǔ)償片自身的溫度補(bǔ)償及對應(yīng)的混凝土結(jié)構(gòu)或試件熱脹效果一致外，更引入了連接導(dǎo)線的溫差電阻變化對電橋的嚴(yán)重影響。我們知道，現(xiàn)場應(yīng)變測試的連接引線及導(dǎo)線不可能處于相同的溫度場中，由于銅質(zhì)導(dǎo)線的電阻溫度系數(shù)很高，如對斷面為0. 12mm2的銅質(zhì)導(dǎo)線，當(dāng)溫差每變化1°C，對于10111、20111、50111線長將分別產(chǎn)生40心、75118、180118的變化，這對于實測應(yīng)變絕對值較小的工程應(yīng)變測試來說，產(chǎn)生的溫飄可以覆蓋結(jié)構(gòu)受力的變化量。3.未嚴(yán)格進(jìn)行導(dǎo)線電阻對檢測靈敏度影響的修正工程結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場應(yīng)力測試，檢測斷面和測點(diǎn)比較分散，造成了連接導(dǎo)線的長度差別較大，導(dǎo)線電阻對檢測靈敏度的影響程度不一致，由于測量記錄較麻煩，許多人未作修正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過在應(yīng)變片上增設(shè)補(bǔ)償電阻，由補(bǔ)償電阻與工作片構(gòu)成半橋或全橋工作方式，達(dá)到能自動補(bǔ)償溫度對電橋及導(dǎo)線的影響。本發(fā)明的目的是希望消除導(dǎo)線長度對檢測靈敏度的影響。本發(fā)明的目的是考慮設(shè)計成一體化的集成應(yīng)變片，在確保絕緣電阻等技術(shù)要求的條件下，達(dá)到現(xiàn)場安裝方便、快速、安全等要求。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計， 包括增強(qiáng)纖維基底、應(yīng)變敏感電阻、補(bǔ)償電阻、三芯導(dǎo)線和防水密封膠層，其特征在于增強(qiáng)纖維基底的正面上同時有應(yīng)變敏感電阻和補(bǔ)償電阻，補(bǔ)償電阻與應(yīng)變敏感電阻構(gòu)成半橋的工作方式，三芯導(dǎo)線的三條芯線分別連接到由補(bǔ)償電阻與應(yīng)變敏感電阻構(gòu)成的電橋的三個接點(diǎn)上，在增強(qiáng)纖維基底的正面上及其范圍內(nèi)的應(yīng)變敏感電阻、補(bǔ)償電阻、三芯導(dǎo)線的上方覆蓋一層柔性的防水密封膠層。
通過在應(yīng)變片上增設(shè)補(bǔ)償電阻，由補(bǔ)償電阻與工作片構(gòu)成半橋工作方式，自動補(bǔ)償溫度對電橋及導(dǎo)線的影響。當(dāng)采用恒流源供電時，能消除導(dǎo)線長度對檢測靈敏度的影響。本發(fā)明的特征在于補(bǔ)償電阻為一個高精度電阻器。高精度電阻器是指采用電阻溫度系數(shù)很小，或與應(yīng)變敏感電阻的電阻溫度系數(shù)相同的材料制造的電阻器件。應(yīng)變敏感電阻宜采用溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片，以進(jìn)一步提高溫度補(bǔ)償?shù)哪芰?。本發(fā)明的特征在于補(bǔ)償電阻為一個小標(biāo)距的與應(yīng)變敏感電阻同材質(zhì)同阻值的小柵應(yīng)變片，小柵應(yīng)變片的敏感方向與應(yīng)變敏感電阻的敏感方向垂直。小柵應(yīng)變片粘貼在安裝在增強(qiáng)纖維基底正面的無應(yīng)力基片上，使其無應(yīng)力感應(yīng)變化，以消除橫向應(yīng)力的影響。本發(fā)明的特征在于纖維基底上平行布設(shè)兩個應(yīng)變敏感電阻和兩個補(bǔ)償電阻，兩個應(yīng)變敏感電阻與兩個補(bǔ)償電阻構(gòu)成全橋的工作方式，四芯導(dǎo)線的4條芯線分別連接到電橋的四個接點(diǎn)上，提高應(yīng)變檢測的靈敏系數(shù)。本發(fā)明的有益效果是通過在應(yīng)變片上增設(shè)補(bǔ)償電阻，由補(bǔ)償電阻與工作片構(gòu)成半橋工作方式，能達(dá)到自動補(bǔ)償溫度對電橋及導(dǎo)線的影響，克服不可能給每一測點(diǎn)都配上補(bǔ)償塊并保證其溫度及變化相一致的困難。當(dāng)電橋采用恒流源供電時，能消除導(dǎo)線長度對檢測靈敏度的影響；補(bǔ)償電阻為一個高精度電阻器，具有體積小容易安裝的優(yōu)點(diǎn)，無須進(jìn)行檢測靈敏度修正。應(yīng)變敏感電阻采用溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片，能進(jìn)一步提高溫度補(bǔ)償?shù)男Ч?。補(bǔ)償電阻采用小柵應(yīng)變片能確保橋臂電阻的溫度修正一致，將小柵應(yīng)變片安裝在無應(yīng)力基片上，具有無須進(jìn)行檢測靈敏度修正的優(yōu)點(diǎn)。采用全橋的工作方式，能有效提高應(yīng)變檢測的靈敏系數(shù)。采用了增強(qiáng)纖維基底和柔性防水密材料進(jìn)行了整體的防水密封處理，不但確保了應(yīng)變片的絕緣電阻等技術(shù)要求，也具有現(xiàn)場安裝方便、快速、就位準(zhǔn)確及安全等使用效果。


下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新形的結(jié)構(gòu)和實施方法作進(jìn)一步的說明。圖1是一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是采用高精度電阻器進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變計原理示意圖。圖3是采用小柵應(yīng)變片進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變計原理示意圖。圖4是采用無應(yīng)力基片進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變計原理示意圖。圖5是采用全橋方式進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變計原理示意圖。圖中1.增強(qiáng)纖維基底，2.應(yīng)變敏感電阻，3.補(bǔ)償電阻，4.高精度電阻器5.小柵應(yīng)變片，6.三芯導(dǎo)線，7.四芯導(dǎo)線，8.無應(yīng)力基片，9.防水密封膠層，10.溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片。
具體實施例方式實施例1如附圖1和附圖2所示的一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計，采用環(huán)氧樹脂玻璃纖維基底、長標(biāo)距溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片、精密無感繞線電阻為補(bǔ)償電阻。應(yīng)變片與精密無感繞線電阻組成半橋電路，連接三芯導(dǎo)線，采用硅膠進(jìn)行整體的防水密封處理。實施例2如附圖3所示的一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計，應(yīng)變敏感電阻和補(bǔ)償電阻采用同材質(zhì)同阻值的箔式應(yīng)變片，應(yīng)變敏感電阻為長標(biāo)距應(yīng)變片，補(bǔ)償電阻為小標(biāo)距應(yīng)變片，小標(biāo)距應(yīng)變片的敏感方向與長標(biāo)距應(yīng)變片垂直。其余同實施例1。實施例3如附圖4所示的的一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計，應(yīng)變敏感電阻和補(bǔ)償電阻采用同材質(zhì)同阻值的箔式應(yīng)變片，應(yīng)變敏感電阻為長標(biāo)距應(yīng)變片，補(bǔ)償電阻為小標(biāo)距應(yīng)變片， 將小標(biāo)距應(yīng)變片的補(bǔ)償片安裝在無應(yīng)力基片上，無應(yīng)力基片是通過將小剛片懸放在流態(tài)的硅膠中實現(xiàn)。其余同實施例1實施例如附圖5所示的一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計，在增強(qiáng)纖維基底上同時平行安裝兩片應(yīng)變片，采用兩個高精度電阻器或小柵應(yīng)變片構(gòu)成全橋的工作方式，用四芯導(dǎo)線連接。其余同實施例權(quán)利要求
1.一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計，包括增強(qiáng)纖維基底(1)、應(yīng)變敏感電阻O)、補(bǔ)償電阻(3)、三芯導(dǎo)線(6)和防水密封膠層(9)，其特征在于增強(qiáng)纖維基底(1)的正面上同時有應(yīng)變敏感電阻(2)和補(bǔ)償電阻(3)，補(bǔ)償電阻(3)與應(yīng)變敏感電阻(2)構(gòu)成半橋的工作方式，三芯導(dǎo)線(6)的三條芯線分別連接到由補(bǔ)償電阻(3)與應(yīng)變敏感電阻(2)構(gòu)成的電橋的三個接點(diǎn)上，在增強(qiáng)纖維基底(1)的正面上及其范圍內(nèi)的應(yīng)變敏感電阻O)、補(bǔ)償電阻 (3)、三芯導(dǎo)線(6)的上方覆蓋一層柔性的防水密封膠層(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計，其特征在于補(bǔ)償電阻(3) 為一個高精度電阻器G)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計，其特征在于應(yīng)變敏感電阻 ⑵為溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計，其特征在于補(bǔ)償電阻(3) 為一個小標(biāo)距的與應(yīng)變敏感電阻(2)同材質(zhì)同阻值的小柵應(yīng)變片(5)，小柵應(yīng)變片(5)的敏感方向與應(yīng)變敏感電阻O)的敏感方向垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計，其特征在于補(bǔ)償電阻(3) 為一個小標(biāo)距的與應(yīng)變敏感電阻(2)同材質(zhì)同阻值的小柵應(yīng)變片(5)，小柵應(yīng)變片(5)粘貼在安裝在增強(qiáng)纖維基底(1)正面的無應(yīng)力基片(8)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計，其特征在于纖維基底(2) 上平行布設(shè)兩個應(yīng)變敏感電阻( 和兩個補(bǔ)償電阻(3)，兩個應(yīng)變敏感電阻( 與兩個補(bǔ)償電阻(3)構(gòu)成全橋的工作方式，四芯導(dǎo)線(7)的4條芯線分別連接到電橋的四個接點(diǎn)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自補(bǔ)償?shù)幕炷良蓱?yīng)變計，其主要特征在于應(yīng)變片上設(shè)有補(bǔ)償電阻，補(bǔ)償電阻與工作片構(gòu)成半橋或全橋工作方式，補(bǔ)償電阻采用無應(yīng)力輸出的高精度電阻器或小柵應(yīng)變片，能自動補(bǔ)償溫度對電橋及導(dǎo)線的影響，克服不可能給每一測點(diǎn)都配上補(bǔ)償塊并保證其溫度及變化相一致的困難；也能消除導(dǎo)線長度對檢測靈敏度的影響；同時采用了增強(qiáng)纖維絕緣基底和柔性防水密封材料，進(jìn)行了整體的防水密封處理，不但確保了應(yīng)變片的絕緣電阻等技術(shù)要求，也具有現(xiàn)場安裝方便、快速、準(zhǔn)確及安全等使用效果。
文檔編號G01B7/16GK102269567SQ20101019388
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者莊建明, 張勁池, 陳彥平 申請人:陳彥平