專利名稱：一種測量結構撓度的應變式傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于應變式傳感領域，具體涉及一種檢測結構梁的撓度或通過檢測撓度來達到檢測其它物理量的傳感系統(tǒng)。
背景技術：
目前，對于結構梁撓度的測量基本上采用從外部測量位移的方式，將位移傳感器安裝在被測梁的被測點下方，此種測試方式只能針對梁靜止時，和梁下有的空間安裝位置傳感器，此種方式不能對梁實時進行檢測，像行車很難用此種方式來測量行車大梁的撓度。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種安裝在被測梁上，實時測量梁撓度的傳感
ο為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案
一種測量結構撓度的應變式傳感器，固定在受測試結構表壁上，其中受測試結構為梁
體，
所述傳感器包括彈性體以及設于彈性體內的應變計、測量電路與相應導線，所述彈性體上設有分布在應變計兩側的安裝孔；
還包括安裝支架，其一端與受測試結構焊接在一起，另一端穿過所述安裝孔并由自鎖螺母固定在安裝孔處，其中所述安裝支架與安裝孔一一對應；
所述彈性體通過安裝支架固定在受測試結構的中性面位置處。進一步，還包括彈性體的保護罩，所述彈性體上設有用于安裝保護罩的螺紋孔；保護罩通過與所述螺紋孔相適應的連接件固定在彈性體上。進一步，還包括引入/出導線用的引線管，所述彈性體上開設有用于安置所述引線管的通孔。進一步，所述應變計旁設有彈性體的應力缺口。進一步，所述各安裝支架、彈性體均為對稱結構，其中各安裝孔及應變計均處于彈性體的對稱面位置處，且各安裝支架、彈性體的對稱面均與受測試結構的中性面平齊。用本發(fā)明測量結構梁撓度的傳感器，具有如下技術效果
1、將傳感器(包括其內部的應變計、測量電路)設于受測試結構的中性面上，該采集位置獨特，側向壓力或拉力都小或基本沒有，能有效保護作為傳感器主體的彈性體；當受測試結構發(fā)生變形時，受測試結構會連帶安裝支架產生位置變化，幾個安裝支架的位移(撓度) 差導致彈性體應變區(qū)產生變形，應變計感應此變形后輸出電信號，導線將相應電信號發(fā)送給外設的傳感數(shù)據(jù)處理裝置，傳感數(shù)據(jù)處理裝置結合受測試結構的剛度特性，可以逆求出相應撓度及相關物理量或更進一步求出引起撓度變化的載荷等物理量；此傳感器采用特殊結構的彈性體、特殊的應變計安裝方式和特殊的測試電路，使得傳感器對非撓度方向的變化靈敏度非常低，信噪比高。
3
2、為了保護傳感器受到外界撞擊等，特設保護罩。3、為了使應變計所處位置成為彈性體檢測撓度變形的敏感位置，設置應力缺口， 使應變計及其相鄰位置成為彈性體應力應變集中的區(qū)域，提高傳感器輸出靈敏度。4、將傳感器設于受測試結構的中性面上，是為了減少受測試結構直接對傳感器產生(除撓度方向上的)側向力(測量反力)，避免傳感器產生與梁體撓度形變無關的形變量， 影響測量的準確性與傳感器使用壽命。傳感器安裝時，保證傳感器的對稱面與被測梁的中性面平齊，即整個傳感器包括安裝支架均沿被測梁中性面對稱。傳感器即測量梁安裝支架處的撓度差。這樣安裝能有效的減少非撓度引起的輸出，并能提高傳感器的輸出量。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明技術方案進一步說明
圖1是本發(fā)明測量結構撓度的應變式傳感器在受測試結構發(fā)生撓度形變前的狀態(tài)示意圖。圖2是與圖1對應的受測試結構發(fā)生撓度形變后的狀態(tài)示意圖。圖3是本發(fā)明測量結構撓度的應變式傳感器一種實施例中彈性體的結構示意圖。圖4是與圖3相對應的本發(fā)明測量結構撓度的應變式傳感器的結構示意圖。(未繪出保護罩)
圖5是與圖4相對應的本發(fā)明測量結構撓度的應變式傳感器的俯視結構示意圖。圖6是與圖4相對應的本發(fā)明測量結構撓度的應變式傳感器的側視結構示意圖。其中受測試結構1、傳感器2、安裝支架3、保護罩4、連接件5、受測試結構中性面 62、對稱面61、引線管7、保護殼體8、彈性體9、自鎖螺母10、安裝孔11、螺紋孔12、應力缺口 13、通孔14、應變計安裝區(qū)15、測量電路安裝區(qū)16。
具體實施例方式
如圖1至圖6所示，本發(fā)明測量結構撓度的應變式傳感器2，固定在受測試結構1表壁上，其中受測試結構1為梁體，當受測試結構1發(fā)生撓度形變時，所述應變式傳感器2也會發(fā)生相應的撓度形變。所述傳感器2包括彈性體9以及設于彈性體9內的應變計、測量電路與相應導線 (彈性體9上設有專門的應變計安裝區(qū)15及測量電路安裝區(qū)16)，所述彈性體9上設有分布在應變計兩側的安裝孔11 ；還包括安裝支架3，其一端與受測試結構1焊接在一起，另一端穿過所述安裝孔11并由自鎖螺母10固定在安裝孔11處，其中所述安裝支架3與安裝孔11 一一對應；所述彈性體9通過安裝支架3固定在受測試結構中性面62位置處。所述傳感器2還包括彈性體9的保護罩4，所述彈性體9上設有用于安裝保護罩4 的螺紋孔12 ；保護罩4通過與所述螺紋孔12相適應的連接件5固定在彈性體9上。所述傳感器2還包括引入/出導線用的引線管7，所述彈性體9上開設有用于安置所述引線管7的通孔14。所述各安裝支架3、彈性體9均為對稱結構，其中各安裝孔11及應變計均處于彈性體9的對稱面61位置處，且各安裝支架3、彈性體9的對稱面61均與受測試結構中性面62 平齊。
為了更好的保護應變計與應力缺口 13，特在彈性體9上設置相應的保護殼體8。其中彈性體9選用合金鋼材料，應變計采用電阻應變片。對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。
權利要求
1.一種測量結構撓度的應變式傳感器，固定在受測試結構表壁上，其中受測試結構為梁體，其特征在于所述傳感器包括彈性體以及設于彈性體內的應變計、測量電路與相應導線，所述彈性體上設有分布在應變計兩側的安裝孔；還包括安裝支架，其一端與受測試結構焊接在一起，另一端穿過所述安裝孔并由自鎖螺母固定在安裝孔處，其中所述安裝支架與安裝孔一一對應；所述彈性體通過安裝支架固定在受測試結構的中性面位置處。
2.如權利要求1所述測量結構撓度的應變式傳感器，其特征在于還包括彈性體的保護罩，所述彈性體上設有用于安裝保護罩的螺紋孔；保護罩通過與所述螺紋孔相適應的連接件固定在彈性體上。
3.如權利要求1所述測量結構撓度的應變式傳感器，其特征在于還包括引入/出導線用的引線管，所述彈性體上開設有用于安置所述引線管的通孔。
4.如權利要求1所述測量結構撓度的應變式傳感器，其特征在于所述應變計旁設有彈性體的應力缺口。
5.如權利要求1所述測量結構撓度的應變式傳感器，其特征在于所述各安裝支架、彈性體均為對稱結構，其中各安裝孔及應變計均處于彈性體的對稱面位置處，且各安裝支架、 彈性體的對稱面均與受測試結構的中性面平齊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量結構撓度的應變式傳感器，固定在受測試結構表壁上，所述傳感器包括彈性體以及設于彈性體內的應變計，彈性體上設有分布在應變計兩側的安裝孔；還包括安裝支架，其一端與受測試結構焊接在一起，另一端穿過所述安裝孔并由自鎖螺母固定在安裝孔處，其中所述安裝支架與安裝孔一一對應；所述彈性體通過安裝支架固定在受測試結構的中性面位置處。本發(fā)明測量結構撓度的應變式傳感器克服了現(xiàn)有技術中傳感器不能對梁實時進行檢測的技術缺陷，同時能夠提高傳感器測量的準確性，提高傳感器使用壽命。
文檔編號G01M5/00GK102323022SQ20111024746
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月26日 優(yōu)先權日2011年8月26日
發(fā)明者唐廷燁 申請人:重慶大唐科技股份有限公司