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全橋式應變測量支架的制作方法
【專利摘要】全橋式應變測量支架，包括門架、應變計、T形傳動構(gòu)件、應變計基板；所述支架為門形結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)兩邊設有凸臺；應變計基板為長方形薄板，數(shù)量為兩個，每個上面貼兩個應變計，四片應變計采用全橋連接；T形傳動構(gòu)件位于所述門架中央位置，應變計基板一端與門架凸臺連接，另一端與T形傳動構(gòu)件凸臺的下表面連接；所述門架較長一邊的下端及T形傳動構(gòu)件的底端與構(gòu)件的應變監(jiān)測區(qū)域連接，門架的另一端懸空。當構(gòu)件被測區(qū)域產(chǎn)生變形時，T形傳動構(gòu)件與門架兩邊產(chǎn)生相對移動，應變計基板一邊受拉，一邊受壓，完成全橋測量工作；通過本實用新型使得應變測量靈敏度提高四倍，且四個應變計互為補償，最大限度減少溫漂及電磁干擾影響，大大改善測量精度。
【專利說明】全橋式應變測量支架

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本設計涉及全橋式應變測量支架，屬于機械電子【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]應變計是目前應用非常廣泛的一種變形監(jiān)測傳感器，在工程與科研中主要監(jiān)測結(jié)構(gòu)在荷載作用下的應變與應力，它的特點是靈敏度高，工作在線性范圍，易于標定。但由于該種應變計用于平面應變測量時，通常采用單片加補償?shù)墓ぷ鞣绞剑a償應變計的功能主要是消除由于溫度漂移、線路引入的干擾等影響，實際工作中即使采取這樣的方式仍無法完全消除這些因素對測量結(jié)果的影響，且各種因素的影響無法避免，尤其在工程現(xiàn)場測量，這些問題表現(xiàn)得尤為突出，特別在需要長時間監(jiān)測、電磁環(huán)境惡劣的場所，這樣的監(jiān)測有時無法進行下去。為此，需要改變現(xiàn)有的測量方式，采用全橋的工作模式，既能提高測量精度，又能最大限度地減少溫漂與時漂對測量結(jié)果的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述要求，本設計的目的是提供全橋式應變測量支架，解決現(xiàn)有應變監(jiān)測中工作片只能采用單片、溫漂大、時漂大及抗干擾能力差的問題。。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本設計是通過以下技術(shù)手段來實現(xiàn)的:
[0005]全橋式應變測量支架,其特征在于:包括門架、應變計、T形傳動構(gòu)件、應變計基板；所述門架為門形結(jié)構(gòu)，在門形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)兩邊設有凸臺，門架一邊的高度大于另一邊高度；所述T形傳動構(gòu)件上邊凸臺的高度與門形結(jié)構(gòu)凸臺的高度相同；所述應變計基板為長方形薄板，數(shù)量為兩個，每個應變計基板上貼有兩個應變計，四片應變計采用全橋連接；
[0006]所述T形傳動構(gòu)件位于所述門架中央位置，所述應變計基板一端與門架凸臺連接，另一端與T形傳動構(gòu)件凸臺的下表面連接；所述門架高度較高一邊的下端及T形傳動構(gòu)件的底端與被測結(jié)構(gòu)的應變監(jiān)測區(qū)域固定。
[0007]優(yōu)選的:
[0008]所述的全橋式應變測量支架，其特征在于:所述應變計基板與門架凸臺及T形傳動構(gòu)件凸臺的下表面采用焊接或者膠粘的連接方式。
[0009]所述的全橋式應變測量支架，其特征在于:所述門架高度較高一邊的下端及T形傳動構(gòu)件的底端與被測結(jié)構(gòu)的應變監(jiān)測區(qū)域采用焊接或者膠粘連接；門架的另一邊懸空。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本實用新型將原來單片應變測量工作方式改為全橋工作方式，測量靈敏度提高了三倍，且全橋測量方式無需補償片，四個應變計均互為補償，能最大限度減少溫漂及電磁干擾的影響，大大改善測量精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)組成示意圖，圖2為門架主視圖，圖3為圖2左視圖，圖4為圖2俯視圖，圖5為T形傳動構(gòu)件主視圖，圖6為圖5左視圖，圖7為圖5俯視圖，圖8為T形傳動構(gòu)件主視圖，圖9為圖8左視圖，圖10為圖8俯視圖，圖11為本實用新型裝配圖。
[0012]附圖標號的含義如下:1門架、2應變計、3T形傳動構(gòu)件、4應變計基板、5被測結(jié)構(gòu)。

【具體實施方式】
[0013]下面將結(jié)合說明書附圖，對設計作進一步的說明。
[0014]如圖1-11所示,全橋式應變測量支架,其特征在于:包括門架1、應變計2、T形傳動構(gòu)件3、應變計基板5 ;所述門架I為門形結(jié)構(gòu)，在門形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)兩邊設有凸臺1-1，門架一邊1-2的高度大于另一邊1-3的高度；所述T形傳動構(gòu)件3上邊凸臺3-1的高度與門形結(jié)構(gòu)凸臺1-1的高度相同；所述應變計基板5為長方形薄板，數(shù)量為兩個，每個應變計基板5上貼有兩個應變計2，四片應變計2采用全橋連接；
[0015]所述T形傳動構(gòu)件3位于所述門架I中央位置，所述應變計基板5 —端與門架凸臺連接，另一端與T形傳動構(gòu)件3的凸臺3-1的下表面連接；所述門架I高度較高一邊1-2的下端及T形傳動構(gòu)件3的底端與被測結(jié)構(gòu)5的應變監(jiān)測區(qū)域連接。
[0016]優(yōu)選的:
[0017]所述的全橋式應變測量支架，其特征在于:所述應變計基板4與門架凸臺1-1及T形傳動構(gòu)件上邊凸臺3-1的下表面采用焊接或者膠粘的連接方式。
[0018]所述的全橋式應變測量支架，其特征在于:所述門架高度較高一邊1-2的下端及T形傳動構(gòu)件3的底端與被測結(jié)構(gòu)5的應變監(jiān)測區(qū)域采用焊接或者膠粘連接。
[0019]本實用新型工作原理:結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測區(qū)域發(fā)生形變時，T形傳動構(gòu)件與門架之間發(fā)生相對位移。由于T形傳動構(gòu)件是焊接或粘接在被測結(jié)構(gòu)上的，自身強度高，變形忽略不計，所以該變形被傳遞給應變計基板，應變計基板同步變形，變形的方向是一邊被壓，另一邊被拉，反映在應變計上產(chǎn)生的應變是大小相等方向相反，通過儀器所監(jiān)測的應變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)被監(jiān)測區(qū)域?qū)嶋H發(fā)生應變的四倍，即采用支架應變監(jiān)測的靈敏度提高了三倍。由于組成全橋的四個應變計均為工作片，工作環(huán)境及接線方式完全相同，在線路上產(chǎn)生的溫漂、時漂及電磁干擾可以互相抵消，大大減少這些因素對測量結(jié)果的影響。
[0020]【具體實施方式】為，將兩塊形狀與材料特性相同的應變計基板一端通過焊接或膠粘的方式與門架內(nèi)的兩側(cè)凸臺連接，另一端采用同樣的方式與T形傳動構(gòu)件的凸臺連接；在每塊應變計基板上分別貼兩個特性基本相同的應變計，共貼四片應變計，四片應變計采用全橋連接方式接入應變儀，給橋路輸入端施加一個電壓，這時橋路的輸出電壓為單片工作方式輸出電壓的四倍，由此看出全橋工作的應變測量電路，它的靈敏度是單片工作的四倍，且全橋電路由于各應變計溫度變化及受電磁干擾的情況相似，能最大限度減少溫漂、時漂及電磁干擾的影響。
[0021]將應變測試門架的一端及T形傳動件的下端通過焊接或膠粘的方式安裝在被測結(jié)構(gòu)的應變測試區(qū)域，而門架的另一端懸空，懸空的作用是防止門架兩端隨被測構(gòu)件變形而變形，無法達到測量目的。技術(shù)要求門架產(chǎn)生的變形與構(gòu)件被測區(qū)域的變形相比可忽略不計；由于T形傳動構(gòu)件只與應變基板焊接，與門架之間不固定，只是通過應變基板與門架連接，所以，T形傳動構(gòu)件的上端在門架內(nèi)可自由滑動，下端與被測結(jié)構(gòu)連接。當被測區(qū)域產(chǎn)生應變變形時，T形傳動構(gòu)件與門架之間產(chǎn)生相對位移，T形傳動構(gòu)件與門架兩邊之間的距離一邊變大，另一邊變小，T形傳動構(gòu)件把變形傳遞給應變計基板，應變計基板及基板上的應變計跟隨產(chǎn)生同樣變形，當應變門架及T形傳動構(gòu)件的剛度足夠高時，每個應變計產(chǎn)生的應變就是結(jié)構(gòu)被測區(qū)域的應變。當門架一端與T形傳動構(gòu)件之間產(chǎn)生相對位移時，T形傳動構(gòu)件與門架兩邊之間的距離一邊變大，一邊變小，T形傳動構(gòu)件的傳動使兩邊的應變計基板一邊受拉，一邊受壓，所以四個應變計都是工作片。為防水、溫度突變及其它環(huán)境影響，可用柔性膠將門架的四周封死，使得測試數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定。若應變計選用帶自補償功能的應變計，可進一步提高應變的測試性能。
[0022]全橋式應變測量支架門架，呈門字形，用鋼、不銹鋼或其它高強材料制成，有足夠的剛度，防止應變計基板變形時門架也跟隨變形，影響測量精度。所用材料便于與被測結(jié)構(gòu)進行膠粘或焊接，門架的內(nèi)側(cè)每邊各有一個凸臺，用于固定應變計基板。
[0023]全橋式應變測量支架T形傳動構(gòu)件，上邊的凸臺用于固定左右應變計基板。T形傳動構(gòu)件材料與門架相同。
[0024]全橋式應變測量支架的應變計基板，用于粘貼應變計，并跟隨被測結(jié)構(gòu)同時產(chǎn)生應變。其一端固定在門架上，另一端固定在T形傳動構(gòu)件上，材料選用不銹鋼片、銅片、有機玻璃板、塑料板及其它材料等，要求其彈性較好，強度低于被測結(jié)構(gòu)的強度。
[0025]裝配時，首先將兩塊應變計基板安裝在T形傳動件上，然后將兩塊應變計基板的另一端與門架的兩端固定，每塊應變計基板上分別貼兩個應變計，共四片應變計，采用全橋接法，最后再將整個支架固定在被測結(jié)構(gòu)上應變監(jiān)測區(qū)域。
[0026]以上顯示和描述了本設計的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本設計不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本設計的原理，在不脫離本設計精神和范圍的前提下，本設計還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本設計范圍內(nèi)。本設計要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.全橋式應變測量支架，其特征在于:包括門架、應變計、T形傳動構(gòu)件、應變計基板；所述門架為門形結(jié)構(gòu)，在門形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)兩邊設有凸臺，門架一邊的高度大于另一邊高度；所述T形傳動構(gòu)件上邊凸臺的高度與門形結(jié)構(gòu)凸臺的高度相同；所述應變計基板為長方形薄板，數(shù)量為兩個，每個應變計基板上貼有兩個應變計，四片應變計采用全橋連接； 所述T形傳動構(gòu)件位于所述門架中央位置，所述應變計基板一端與門架凸臺連接，另一端與T形傳動構(gòu)件凸臺的下表面連接；所述門架高度較高一邊的下端及T形傳動構(gòu)件的底端與被測結(jié)構(gòu)的應變監(jiān)測區(qū)域固定。
2.如權(quán)利要求1所述的全橋式應變測量支架，其特征在于:所述應變計基板與門架凸臺及T形傳動構(gòu)件凸臺的下表面采用焊接或者膠粘的連接方式。
3.如權(quán)利要求1所述的全橋式應變測量支架，其特征在于:所述門架高度較高一邊的下端及T形傳動構(gòu)件的底端與被測結(jié)構(gòu)的應變監(jiān)測區(qū)域采用焊接或者膠粘連接；門架的另一邊懸空。
【文檔編號】G01B7/16GK204228102SQ201420566534
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】楊光明, 阮善發(fā), 楊坤, 馮驍 申請人:河海大學