專利名稱：大噸位索力檢測長效傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可放置在野外、水下或混凝土中檢測大噸位預(yù)應(yīng)力工作索力的長效傳感器。
為了確保預(yù)應(yīng)力橋梁、水電站閘墩、涵洞及邊坡加固等大型工程的安全，需要長期監(jiān)測預(yù)應(yīng)力工作索力的變化情況，目前尚未發(fā)現(xiàn)有可安置在野外、水下或混凝土中長期監(jiān)測大噸位索力變化情況的儀器，而只有應(yīng)變電阻片式的傳感器，該傳感器是將應(yīng)變電阻片粘貼在彈性體上，應(yīng)變電阻片受潮或粘貼應(yīng)變電阻片的貼片膠老化都會影響傳感器正常工作，而在周圍環(huán)境溫度變化的影響下，該傳感器所監(jiān)測的結(jié)果誤差較大，因此不能長期放置在野外或水下工作，更不能埋入混凝土中長期工作。
本實用新型的宗旨在于設(shè)計一種可放置在野外或水下及埋入混凝土中長期監(jiān)測大噸位索力變化情況，不受周圍環(huán)境溫度變化影響的大噸位索力檢測長效傳感器，該傳感器的檢測結(jié)果精度高，顯示直觀。
本實用新型所提供的大噸位索力檢測長效傳感器由裝在保護(hù)罩內(nèi)對稱緊固于彈性體外圓中部的4只應(yīng)變計和與應(yīng)變計溫度變化特性相同的溫度補(bǔ)償電阻及數(shù)顯儀表組成。分別將相鄰的2只應(yīng)變計內(nèi)應(yīng)變特性相同的應(yīng)變電阻連在一起成為電橋的一個臂，構(gòu)成應(yīng)變電阻橋式電路，當(dāng)索力加在彈性體上，彈性體受壓應(yīng)變時 導(dǎo)致緊固在彈性體上應(yīng)變計的應(yīng)變電阻比發(fā)生變化，通過應(yīng)變電阻橋式電路將電阻比變化轉(zhuǎn)換成電壓信號后輸出，由于應(yīng)變電阻橋式電路所輸出的應(yīng)變信號包含有因環(huán)境溫度變化所帶來的誤差，因而把與應(yīng)變計溫度變化特性一致的溫度補(bǔ)償電阻裝在保護(hù)罩內(nèi)，將該溫度補(bǔ)償電阻的一端連在應(yīng)變電阻橋式電路的輸出端上，其另一端與裝在數(shù)顯儀表內(nèi)的3個電阻連接后構(gòu)成溫度補(bǔ)償橋路，將應(yīng)變電阻橋式電路監(jiān)測到的信號與溫度補(bǔ)償信號疊加成一綜合信號后再輸入到儀表內(nèi)的運算數(shù)顯電路中，在儀表上直接顯示出索力的數(shù)值。
本實用新型由于采用有嚴(yán)格密封條件的應(yīng)變計作為應(yīng)變信號元件，因此防潮效果極佳，而且不象應(yīng)變電阻片那樣存在粘貼劑老化問題，故可長期放置在野外或水下及埋入混凝土中檢測大噸位索力的變化情況，并保證了長期工作性能穩(wěn)定。本實用新型通過所設(shè)置的與應(yīng)變計溫度變化特性一致的溫度補(bǔ)償電阻可消除因環(huán)境溫度變化所引起的監(jiān)測結(jié)果誤差，使監(jiān)測到的結(jié)果準(zhǔn)確，因采用直讀式數(shù)顯儀表，保證了測量精度，其顯示直觀，監(jiān)測方便。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述。


圖1－－是大噸位索力檢測長效傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖圖2－－是大噸位索力檢測長效傳感器的電原理圖參照附圖大噸位索力檢測長效傳感器由彈性體7、應(yīng)變計5和數(shù)顯儀表8組成，用上壓板3和下壓板2將四只應(yīng)變計5分別對稱緊固在彈性體7外圓的中部，以保證應(yīng)變計5的軸線與彈性體7的軸線平行。分別將相鄰兩只應(yīng)變計5內(nèi)應(yīng)變特性相同的應(yīng)變電阻(即1RS1與4RS1、1RS2與2RS2、2RS1與3RS1、4RS2與3RS2)的引出線連接一起作為電橋的臂，再將四只應(yīng)變計5內(nèi)兩個應(yīng)變特性不同的應(yīng)變電阻中性點(a、b、c、d)作為橋路的對角線(參見圖2)構(gòu)成應(yīng)變電阻橋式電路，應(yīng)變電阻橋式電路的信號源的輸入端(即對角線d)通過連接線9連在數(shù)顯儀表8上。將保護(hù)罩4通過上、下套板1、6與彈性體7固連，使應(yīng)變計5封于保護(hù)罩4內(nèi)，應(yīng)變電阻橋式電路將彈性體7受壓產(chǎn)生應(yīng)變時，應(yīng)變計5的電阻比變化轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，由于所輸出的信號包含有環(huán)境溫度變化所引起的誤差，為了消除此誤差，使所監(jiān)測到的索力數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，本實用新型在保護(hù)罩4內(nèi)裝有與應(yīng)變計5溫度變化特性一致的溫度補(bǔ)償電阻RN，溫度補(bǔ)償電阻RN的一端通過連接線9與安裝在數(shù)顯儀表內(nèi)的電阻R2、R3、R4串接，RN的另一端與R4的一端連接從而構(gòu)成溫度補(bǔ)償橋式電路，溫度補(bǔ)償橋式電路信號源的一端連在應(yīng)變電阻橋式電路信號源的輸出端(對角線b′)上，將應(yīng)變電阻橋路的應(yīng)變信號和溫度補(bǔ)償信號疊加后通過溫度補(bǔ)償橋路信號源的另一端(對角線f)送入運放，該信號經(jīng)運算放大器放大后送入數(shù)字毫伏表直接顯示出索力的讀數(shù)。而串接在溫度補(bǔ)償橋式電路電源端(即對角線e、g之間)中R1，是用于調(diào)整橋式電路的電壓取值，電阻R5、R6用于調(diào)整運放的系數(shù)。
權(quán)利要求1.一種大噸位索力檢測長效傳感器，由埋入混凝土中裝在保護(hù)罩(4)內(nèi)的傳感裝置和在保護(hù)罩(4)外的數(shù)顯儀表(8)組成。其特征在于裝在保護(hù)罩(4)內(nèi)的傳感裝置包括分別對稱緊固在彈性體(7)外圓中部的4只應(yīng)變計(5)和與應(yīng)變計(5)溫度變化特性相同的溫度補(bǔ)償電阻(RN)，分別將相鄰的2只應(yīng)變計(5)內(nèi)應(yīng)變特性相同的應(yīng)變電阻連接在一起作為電橋的一個臂，構(gòu)成將應(yīng)變信號(電阻比)變化轉(zhuǎn)換為電壓信號的應(yīng)變電阻橋式電路，該應(yīng)變電阻橋式電路的輸出端與溫度補(bǔ)償電阻(RN)的一端連接，溫度補(bǔ)償電阻(RN)的另一端與裝在儀表(8)內(nèi)的3個電阻連接構(gòu)成溫度補(bǔ)償橋式電路，將監(jiān)測到的應(yīng)變信號與溫度補(bǔ)償信號疊加后送入儀表(8)內(nèi)運算數(shù)顯電路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長效傳感器，其特征在于裝在儀表(8)內(nèi)的運算數(shù)顯電路包括運算放大器和直讀式數(shù)字毫伏表，將應(yīng)變電阻橋式電路監(jiān)測到的應(yīng)變信號和溫度補(bǔ)償信號疊加后直接送入運算放大器中，經(jīng)運算放大后輸送到直讀式數(shù)字儀表顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的長效傳感器，其特征在于將電阻R1串入溫度補(bǔ)償橋式電路的電源端，以調(diào)整橋壓的取值。
專利摘要一種大噸位索力檢測長效傳感器，包括保護(hù)罩內(nèi)緊固在彈性體上4只應(yīng)變計及與應(yīng)變計溫度變化特性相同的溫度補(bǔ)償電阻和罩外數(shù)顯儀。分別將4只應(yīng)變計內(nèi)應(yīng)變特性相同的應(yīng)變電阻相連構(gòu)成應(yīng)變電阻橋路。將該橋路輸出的應(yīng)變信號送入由溫度補(bǔ)償電阻構(gòu)成的溫度補(bǔ)償橋路，通過溫度補(bǔ)償橋路使應(yīng)變信號和溫度補(bǔ)償信號疊加后再輸入到數(shù)顯電路中。本傳感器具有防潮、防老化及不受環(huán)境溫度影響的特點，從而保證放置在野外、水下及混凝土中長期工作的性能穩(wěn)定。
文檔編號G01L1/20GK2116205SQ92204510
公開日1992年9月16日 申請日期1992年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月14日
發(fā)明者江文明, 張隆安, 游宏 申請人:柳州市建筑機(jī)械總廠