专利名称：一种测量结构挠度的应变式传感器的制作方法
技术领域：
本发明属于应变式传感领域，具体涉及一种检测结构梁的挠度或通过检测挠度来达到检测其它物理量的传感系统。
背景技术：
目前，对于结构梁挠度的测量基本上采用从外部测量位移的方式，将位移传感器安装在被测梁的被测点下方，此种测试方式只能针对梁静止时，和梁下有的空间安装位置传感器，此种方式不能对梁实时进行检测，像行车很难用此种方式来测量行车大梁的挠度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种安装在被测梁上，实时测量梁挠度的传感
ο为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案
一种测量结构挠度的应变式传感器，固定在受测试结构表壁上，其中受测试结构为梁
体，
所述传感器包括弹性体以及设于弹性体内的应变计、测量电路与相应导线，所述弹性体上设有分布在应变计两侧的安装孔；
还包括安装支架，其一端与受测试结构焊接在一起，另一端穿过所述安装孔并由自锁螺母固定在安装孔处，其中所述安装支架与安装孔一一对应；
所述弹性体通过安装支架固定在受测试结构的中性面位置处。进一步，还包括弹性体的保护罩，所述弹性体上设有用于安装保护罩的螺纹孔；保护罩通过与所述螺纹孔相适应的连接件固定在弹性体上。进一步，还包括引入/出导线用的引线管，所述弹性体上开设有用于安置所述引线管的通孔。进一步，所述应变计旁设有弹性体的应力缺口。进一步，所述各安装支架、弹性体均为对称结构，其中各安装孔及应变计均处于弹性体的对称面位置处，且各安装支架、弹性体的对称面均与受测试结构的中性面平齐。用本发明测量结构梁挠度的传感器，具有如下技术效果
1、将传感器(包括其内部的应变计、测量电路)设于受测试结构的中性面上，该采集位置独特，侧向压力或拉力都小或基本没有，能有效保护作为传感器主体的弹性体；当受测试结构发生变形时，受测试结构会连带安装支架产生位置变化，几个安装支架的位移(挠度) 差导致弹性体应变区产生变形，应变计感应此变形后输出电信号，导线将相应电信号发送给外设的传感数据处理装置，传感数据处理装置结合受测试结构的刚度特性，可以逆求出相应挠度及相关物理量或更进一步求出引起挠度变化的载荷等物理量；此传感器采用特殊结构的弹性体、特殊的应变计安装方式和特殊的测试电路，使得传感器对非挠度方向的变化灵敏度非常低，信噪比高。
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2、为了保护传感器受到外界撞击等，特设保护罩。3、为了使应变计所处位置成为弹性体检测挠度变形的敏感位置，设置应力缺口， 使应变计及其相邻位置成为弹性体应力应变集中的区域，提高传感器输出灵敏度。4、将传感器设于受测试结构的中性面上，是为了减少受测试结构直接对传感器产生(除挠度方向上的)侧向力(测量反力)，避免传感器产生与梁体挠度形变无关的形变量， 影响测量的准确性与传感器使用寿命。传感器安装时，保证传感器的对称面与被测梁的中性面平齐，即整个传感器包括安装支架均沿被测梁中性面对称。传感器即测量梁安装支架处的挠度差。这样安装能有效的减少非挠度引起的输出，并能提高传感器的输出量。
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明
图1是本发明测量结构挠度的应变式传感器在受测试结构发生挠度形变前的状态示意图。图2是与图1对应的受测试结构发生挠度形变后的状态示意图。图3是本发明测量结构挠度的应变式传感器一种实施例中弹性体的结构示意图。图4是与图3相对应的本发明测量结构挠度的应变式传感器的结构示意图。(未绘出保护罩)
图5是与图4相对应的本发明测量结构挠度的应变式传感器的俯视结构示意图。图6是与图4相对应的本发明测量结构挠度的应变式传感器的侧视结构示意图。其中受测试结构1、传感器2、安装支架3、保护罩4、连接件5、受测试结构中性面 62、对称面61、引线管7、保护壳体8、弹性体9、自锁螺母10、安装孔11、螺纹孔12、应力缺口 13、通孔14、应变计安装区15、测量电路安装区16。
具体实施例方式
如图1至图6所示，本发明测量结构挠度的应变式传感器2，固定在受测试结构1表壁上，其中受测试结构1为梁体，当受测试结构1发生挠度形变时，所述应变式传感器2也会发生相应的挠度形变。所述传感器2包括弹性体9以及设于弹性体9内的应变计、测量电路与相应导线 (弹性体9上设有专门的应变计安装区15及测量电路安装区16)，所述弹性体9上设有分布在应变计两侧的安装孔11 ；还包括安装支架3，其一端与受测试结构1焊接在一起，另一端穿过所述安装孔11并由自锁螺母10固定在安装孔11处，其中所述安装支架3与安装孔11 一一对应；所述弹性体9通过安装支架3固定在受测试结构中性面62位置处。所述传感器2还包括弹性体9的保护罩4，所述弹性体9上设有用于安装保护罩4 的螺纹孔12 ；保护罩4通过与所述螺纹孔12相适应的连接件5固定在弹性体9上。所述传感器2还包括引入/出导线用的引线管7，所述弹性体9上开设有用于安置所述引线管7的通孔14。所述各安装支架3、弹性体9均为对称结构，其中各安装孔11及应变计均处于弹性体9的对称面61位置处，且各安装支架3、弹性体9的对称面61均与受测试结构中性面62 平齐。
为了更好的保护应变计与应力缺口 13，特在弹性体9上设置相应的保护壳体8。其中弹性体9选用合金钢材料，应变计采用电阻应变片。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
权利要求
1.一种测量结构挠度的应变式传感器，固定在受测试结构表壁上，其中受测试结构为梁体，其特征在于所述传感器包括弹性体以及设于弹性体内的应变计、测量电路与相应导线，所述弹性体上设有分布在应变计两侧的安装孔；还包括安装支架，其一端与受测试结构焊接在一起，另一端穿过所述安装孔并由自锁螺母固定在安装孔处，其中所述安装支架与安装孔一一对应；所述弹性体通过安装支架固定在受测试结构的中性面位置处。
2.如权利要求1所述测量结构挠度的应变式传感器，其特征在于还包括弹性体的保护罩，所述弹性体上设有用于安装保护罩的螺纹孔；保护罩通过与所述螺纹孔相适应的连接件固定在弹性体上。
3.如权利要求1所述测量结构挠度的应变式传感器，其特征在于还包括引入/出导线用的引线管，所述弹性体上开设有用于安置所述引线管的通孔。
4.如权利要求1所述测量结构挠度的应变式传感器，其特征在于所述应变计旁设有弹性体的应力缺口。
5.如权利要求1所述测量结构挠度的应变式传感器，其特征在于所述各安装支架、弹性体均为对称结构，其中各安装孔及应变计均处于弹性体的对称面位置处，且各安装支架、 弹性体的对称面均与受测试结构的中性面平齐。
全文摘要
本发明公开了一种测量结构挠度的应变式传感器，固定在受测试结构表壁上，所述传感器包括弹性体以及设于弹性体内的应变计，弹性体上设有分布在应变计两侧的安装孔；还包括安装支架，其一端与受测试结构焊接在一起，另一端穿过所述安装孔并由自锁螺母固定在安装孔处，其中所述安装支架与安装孔一一对应；所述弹性体通过安装支架固定在受测试结构的中性面位置处。本发明测量结构挠度的应变式传感器克服了现有技术中传感器不能对梁实时进行检测的技术缺陷，同时能够提高传感器测量的准确性，提高传感器使用寿命。
文档编号G01M5/00GK102323022SQ20111024746
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者唐廷烨 申请人:重庆大唐科技股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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