專利名稱：一種測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于應(yīng)變式傳感領(lǐng)域，具體涉及一種檢測(cè)結(jié)構(gòu)梁的撓度或通過檢測(cè)撓度來達(dá)到檢測(cè)其它物理量的傳感系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，對(duì)于結(jié)構(gòu)梁撓度的測(cè)量基本上采用從外部測(cè)量位移的方式，將位移傳感器安裝在被測(cè)梁的被測(cè)點(diǎn)下方，此種測(cè)試方式只能針對(duì)梁靜止時(shí)，和梁下有的空間安裝位置傳感器，此種方式不能對(duì)梁實(shí)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，像行車很難用此種方式來測(cè)量行車大梁的撓度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種安裝在被測(cè)梁上，實(shí)時(shí)測(cè)量梁撓度的傳感器。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案一種測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器，固定在受測(cè)試結(jié)構(gòu)表壁上，其中受測(cè)試結(jié)構(gòu)為梁體，所述傳感器包括彈性體以及設(shè)于彈性體內(nèi)的應(yīng)變計(jì)、測(cè)量電路與相應(yīng)導(dǎo)線，所述彈性體上設(shè)有分布在應(yīng)變計(jì)兩側(cè)的安裝孔；還包括安裝支架，其一端與受測(cè)試結(jié)構(gòu)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(duì)應(yīng)；所述彈性體通過安裝支架固定在受測(cè)試結(jié)構(gòu)的中性面位置處。進(jìn)一步，還包括彈性體的保護(hù)罩，所述彈性體上設(shè)有用于安裝保護(hù)罩的螺紋孔；保護(hù)罩通過與所述螺紋孔相適應(yīng)的連接件固定在彈性體上。進(jìn)一步，還包括引入/出導(dǎo)線用的引線管，所述彈性體上開設(shè)有用于安置所述引線管的通孔。進(jìn)一步，所述應(yīng)變計(jì)旁設(shè)有彈性體的應(yīng)力缺口。進(jìn)一步，所述各安裝支架、彈性體均為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其中各安裝孔及應(yīng)變計(jì)均處于彈性體的對(duì)稱面位置處，且各安裝支架、彈性體的對(duì)稱面均與受測(cè)試結(jié)構(gòu)的中性面平齊。用本實(shí)用新型測(cè)量結(jié)構(gòu)梁撓度的傳感器，具有如下技術(shù)效果1、將傳感器(包括其內(nèi)部的應(yīng)變計(jì)、測(cè)量電路)設(shè)于受測(cè)試結(jié)構(gòu)的中性面上，該采集位置獨(dú)特，側(cè)向壓力或拉力都小或基本沒有，能有效保護(hù)作為傳感器主體的彈性體；當(dāng)受測(cè)試結(jié)構(gòu)發(fā)生變形時(shí)，受測(cè)試結(jié)構(gòu)會(huì)連帶安裝支架產(chǎn)生位置變化，幾個(gè)安裝支架的位移(撓度)差導(dǎo)致彈性體應(yīng)變區(qū)產(chǎn)生變形，應(yīng)變計(jì)感應(yīng)此變形后輸出電信號(hào)，導(dǎo)線將相應(yīng)電信號(hào)發(fā)送給外設(shè)的傳感數(shù)據(jù)處理裝置，傳感數(shù)據(jù)處理裝置結(jié)合受測(cè)試結(jié)構(gòu)的剛度特性，可以逆求出相應(yīng)撓度及相關(guān)物理量或更進(jìn)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(jié)構(gòu)的彈性體、特殊的應(yīng)變計(jì)安裝方式和特殊的測(cè)試電路，使得傳感器對(duì)非撓度方向的變化靈敏度非常低，信噪比高。[0015]2、為了保護(hù)傳感器受到外界撞擊等，特設(shè)保護(hù)罩。3、為了使應(yīng)變計(jì)所處位置成為彈性體檢測(cè)撓度變形的敏感位置，設(shè)置應(yīng)力缺口， 使應(yīng)變計(jì)及其相鄰位置成為彈性體應(yīng)力應(yīng)變集中的區(qū)域，提高傳感器輸出靈敏度。4、將傳感器設(shè)于受測(cè)試結(jié)構(gòu)的中性面上，是為了減少受測(cè)試結(jié)構(gòu)直接對(duì)傳感器產(chǎn)生(除撓度方向上的)側(cè)向力(測(cè)量反力)，避免傳感器產(chǎn)生與梁體撓度形變無關(guān)的形變量， 影響測(cè)量的準(zhǔn)確性與傳感器使用壽命。傳感器安裝時(shí)，保證傳感器的對(duì)稱面與被測(cè)梁的中性面平齊，即整個(gè)傳感器包括安裝支架均沿被測(cè)梁中性面對(duì)稱。傳感器即測(cè)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。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)一步說明

圖1是本實(shí)用新型測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器在受測(cè)試結(jié)構(gòu)發(fā)生撓度形變前的狀態(tài)示意圖。圖2是與圖1對(duì)應(yīng)的受測(cè)試結(jié)構(gòu)發(fā)生撓度形變后的狀態(tài)示意圖。圖3是本實(shí)用新型測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器一種實(shí)施例中彈性體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是與圖3相對(duì)應(yīng)的本實(shí)用新型測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。 (未繪出保護(hù)罩)圖5是與圖4相對(duì)應(yīng)的本實(shí)用新型測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是與圖4相對(duì)應(yīng)的本實(shí)用新型測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。其中受測(cè)試結(jié)構(gòu)1、傳感器2、安裝支架3、保護(hù)罩4、連接件5、受測(cè)試結(jié)構(gòu)中性面 62、對(duì)稱面61、引線管7、保護(hù)殼體8、彈性體9、自鎖螺母10、安裝孔11、螺紋孔12、應(yīng)力缺口 13、通孔14、應(yīng)變計(jì)安裝區(qū)15、測(cè)量電路安裝區(qū)16。
具體實(shí)施方式
如圖1至圖6所示，本實(shí)用新型測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器2，固定在受測(cè)試結(jié)構(gòu)1表壁上，其中受測(cè)試結(jié)構(gòu)1為梁體，當(dāng)受測(cè)試結(jié)構(gòu)1發(fā)生撓度形變時(shí)，所述應(yīng)變式傳感器2也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的撓度形變。所述傳感器2包括彈性體9以及設(shè)于彈性體9內(nèi)的應(yīng)變計(jì)、測(cè)量電路與相應(yīng)導(dǎo)線 (彈性體9上設(shè)有專門的應(yīng)變計(jì)安裝區(qū)15及測(cè)量電路安裝區(qū)16)，所述彈性體9上設(shè)有分布在應(yīng)變計(jì)兩側(cè)的安裝孔11 ；還包括安裝支架3，其一端與受測(cè)試結(jié)構(gòu)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(duì)應(yīng)；所述彈性體9通過安裝支架3固定在受測(cè)試結(jié)構(gòu)中性面62位置處。所述傳感器2還包括彈性體9的保護(hù)罩4，所述彈性體9上設(shè)有用于安裝保護(hù)罩4 的螺紋孔12 ；保護(hù)罩4通過與所述螺紋孔12相適應(yīng)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(dǎo)線用的引線管7，所述彈性體9上開設(shè)有用于安置所述引線管7的通孔14。[0032]所述各安裝支架3、彈性體9均為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其中各安裝孔11及應(yīng)變計(jì)均處于彈性體9的對(duì)稱面61位置處，且各安裝支架3、彈性體9的對(duì)稱面61均與受測(cè)試結(jié)構(gòu)中性面62 平齊。為了更好的保護(hù)應(yīng)變計(jì)與應(yīng)力缺口 13，特在彈性體9上設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)殼體8。其中彈性體9選用合金鋼材料，應(yīng)變計(jì)采用電阻應(yīng)變片。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本實(shí)用新型實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。
權(quán)利要求1.一種測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器，固定在受測(cè)試結(jié)構(gòu)表壁上，其中受測(cè)試結(jié)構(gòu)為梁體，其特征在于所述傳感器包括彈性體以及設(shè)于彈性體內(nèi)的應(yīng)變計(jì)、測(cè)量電路與相應(yīng)導(dǎo)線，所述彈性體上設(shè)有分布在應(yīng)變計(jì)兩側(cè)的安裝孔；還包括安裝支架，其一端與受測(cè)試結(jié)構(gòu)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(duì)應(yīng)；所述彈性體通過安裝支架固定在受測(cè)試結(jié)構(gòu)的中性面位置處。
2.如權(quán)利要求1所述測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器，其特征在于還包括彈性體的保護(hù)罩，所述彈性體上設(shè)有用于安裝保護(hù)罩的螺紋孔；保護(hù)罩通過與所述螺紋孔相適應(yīng)的連接件固定在彈性體上。
3.如權(quán)利要求1所述測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器，其特征在于還包括引入/出導(dǎo)線用的引線管，所述彈性體上開設(shè)有用于安置所述引線管的通孔。
4.如權(quán)利要求1所述測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器，其特征在于所述應(yīng)變計(jì)旁設(shè)有彈性體的應(yīng)力缺口。
5.如權(quán)利要求1所述測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器，其特征在于所述各安裝支架、彈性體均為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其中各安裝孔及應(yīng)變計(jì)均處于彈性體的對(duì)稱面位置處，且各安裝支架、 彈性體的對(duì)稱面均與受測(cè)試結(jié)構(gòu)的中性面平齊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器，固定在受測(cè)試結(jié)構(gòu)表壁上，所述傳感器包括彈性體以及設(shè)于彈性體內(nèi)的應(yīng)變計(jì)，彈性體上設(shè)有分布在應(yīng)變計(jì)兩側(cè)的安裝孔；還包括安裝支架，其一端與受測(cè)試結(jié)構(gòu)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(duì)應(yīng)；所述彈性體通過安裝支架固定在受測(cè)試結(jié)構(gòu)的中性面位置處。本實(shí)用新型測(cè)量結(jié)構(gòu)撓度的應(yīng)變式傳感器克服了現(xiàn)有技術(shù)中傳感器不能對(duì)梁實(shí)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)缺陷，同時(shí)能夠提高傳感器測(cè)量的準(zhǔn)確性，提高傳感器使用壽命。
文檔編號(hào)G01M5/00GK202255273SQ20112031421
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者唐廷燁 申請(qǐng)人:重慶大唐科技股份有限公司