專利名稱：一種振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計量校準(zhǔn)設(shè)備，具體是涉及一種振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
在土木工程及結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中，結(jié)構(gòu)件小微變形的測量常用位移計測量和電測應(yīng)變技 術(shù)(電阻應(yīng)變片測量)。 一般位移計測量其精度較低，不適合測量精度的場合；電測應(yīng)變技 術(shù)雖有較高的測量精度，但使用不甚方便，特別在野外作業(yè)、無電源和環(huán)境差的條件下，其 使用和測量都受一定的影響，且作業(yè)人員需有一定的專業(yè)測試技能。 然而，在工程結(jié)構(gòu)變形測試領(lǐng)域在中一種具有使用簡便，定穩(wěn)性好，精度高，外界 環(huán)境適應(yīng)性廣的振弦式應(yīng)變傳感器日漸廣泛采用。振弦式應(yīng)變傳感器用于小或微變形位 移量的測量，包括安裝塊，錐尖螺釘，保護管，鋼弦，熱敏電阻，電磁線圈，調(diào)節(jié)螺釘；傳感器 兩端的安裝塊粘固被測物上，被測物的變形(伸長或縮短)使傳感器的鋼弦長度發(fā)生變化 (鋼弦張力改變)；在鋼弦張力變化作用下，鋼弦振動使電磁線圈的電量改變。利用振弦原 理，通過測試傳感器內(nèi)"鋼弦"振動的頻率達到測量傳感器的長度量變化目的。于是通過頻 率計測出鋼弦振動的頻率。 這種間接的測量方法需將頻率和長度物理量轉(zhuǎn)換、等同，即須量值的"校準(zhǔn)"。
目前，振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)方法是在受力狀態(tài)下測量傳感器長度(鋼弦長)的 變化AL和鋼弦振動頻率的變化量Af，確定其關(guān)系式AL二lL(Af)2，其中e二AL/ L(稱為應(yīng)變)，A f為校準(zhǔn)修正值。 現(xiàn)有校準(zhǔn)儀一般用千分表作量具，量程1 3mm、分辨率為1%。，其不足之處是測量 范圍小和測量分辨率偏低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有校準(zhǔn)儀測量技術(shù)存在的問題，提供一種測量準(zhǔn)確度高 和高精度測量范圍寬的振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置。
本發(fā)明的目的通過下述方案實現(xiàn) —種振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置，包括旋節(jié)柄、支架、螺紋差動微調(diào)機構(gòu)、千分表、 表座5、測桿、引伸計、測量顯示儀、定套環(huán)、鎖緊件、頻率計和振弦式應(yīng)變傳感器；所述振弦 式應(yīng)變傳感器兩端的安裝塊分別套上定套環(huán)，定套環(huán)通過鎖緊件安裝在支架上，旋節(jié)柄通 過螺紋差動微調(diào)機構(gòu)與千分表連接，千分表設(shè)置在表座上，表座兩端分別與螺紋差動微調(diào) 機構(gòu)和振弦式應(yīng)變傳感器連接；測桿為兩根，分別固定在支架上下端，引伸計兩端分別與兩 測桿連接，引伸計與測量顯示儀連接，引伸計位于振弦式應(yīng)變傳感器的一側(cè)；頻率計與振弦 式應(yīng)變傳感器連接。 為進一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，所述旋節(jié)柄設(shè)置在校準(zhǔn)支架上端中部。 所述螺紋差動微調(diào)機構(gòu)包括絲杠和螺母，在絲杠上設(shè)有兩種不同的螺紋，針對兩
種不同羅紋分別配置相應(yīng)的螺母，其中，一個螺母為不動螺母，被固定在支架上；另一個螺母為活動螺母，安裝在與旋節(jié)柄連接的絲杠上。 所述引伸計為懸臂電阻應(yīng)變式引伸計。 所述振弦式應(yīng)變傳感器兩端粘固被測物上。 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果 (1)所述螺紋差動微調(diào)機構(gòu)是利用差動螺旋傳動原理，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)微調(diào)移動的功能。
(2)所述懸臂電阻應(yīng)變式引伸計用作量具，其測量范圍0 Almm(Al為所用引伸 計測量范圍最大值)，準(zhǔn)確度為±(1+1/50) ym，分辨率達10—6。實現(xiàn)寬范圍測量和測量準(zhǔn) 確度的提高。 (3)所述2000標(biāo)準(zhǔn)負荷測量儀為測量顯示儀，其為超高分辨率和準(zhǔn)確度高的儀 表，由多段線性修整和超寬調(diào)節(jié)量程的性能?？蓾M足精度高、范圍寬和穩(wěn)定好的測量要求。
(4)本裝置校準(zhǔn)測量精度高、操作簡捷和仿真性強，適用于各類"等級"的計量校 準(zhǔn)。


圖1是振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明要求保護的范圍并不 局限性于實施例表示的范圍。 如圖1所示，振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置，包括旋節(jié)柄1、支架2、螺紋差動微調(diào)機 構(gòu)3、千分表4、表座5、測桿6、引伸計7、測量顯示儀8、定套環(huán)9、鎖緊件10、頻率計11和振 弦式應(yīng)變傳感器12。振弦式應(yīng)變傳感器12兩端的安裝塊分別套上定套環(huán)9，定套環(huán)9通過 鎖緊件10安裝在支架2，旋節(jié)柄1設(shè)置在校準(zhǔn)支架1上端中部，旋節(jié)柄1通過螺紋差動微調(diào) 機構(gòu)3與千分表4連接，千分表4設(shè)置在表座5上，表座5兩端分別與螺紋差動微調(diào)機構(gòu)3 和振弦式應(yīng)變傳感器12連接，千分表4位于振弦式應(yīng)變傳感器10的上端；測桿6為兩根， 分別固定在支架2上下端，引伸計7兩端分別與兩測桿6連接，引伸計7與測量顯示儀8連 接，引伸計7位于振弦式應(yīng)變傳感器12的一側(cè)；頻率計11與振弦式應(yīng)變傳感器10連接。
旋節(jié)柄1是旋動螺紋差動微調(diào)機構(gòu)；支架2是校準(zhǔn)裝置骨架體；螺紋差動微調(diào)機 構(gòu)3包括絲杠和螺母，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)螺距差的軸向移動，采用螺紋差動微調(diào)機構(gòu)實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)微調(diào) 移動的功能，其絲杠螺母傳遞是在同一絲杠上設(shè)有兩種不同的螺紋，針對兩種不同羅紋分 別配置相應(yīng)的螺母，其中，一個螺母為不動螺母，被固定在支架2上；另一個螺母為活動螺 母，安裝在與旋節(jié)柄l連接的絲杠上。當(dāng)旋動絲杠時，活動螺母(即可移動部件)沿絲杠軸 向移動(移動量為螺距的差值)。千分表4(型號801-01，量程0 lmm，分辨率0. OOlmm， 由哈爾濱量具刃具集團有限公司生產(chǎn))為機械式位移量具。表座5起到固定測量表作用。 測桿6將移動量傳遞致引伸計。引伸計7(型號AWY50-5，級別0. 5級，長春市奧維精密試 驗設(shè)備有限公司生產(chǎn))為懸臂電阻應(yīng)變式引伸計，是校準(zhǔn)測量量具，是一種應(yīng)變測量電子 引伸計。測量顯示儀8(型號2000A，北京毅弘基源科技發(fā)展中心生產(chǎn))實現(xiàn)輸入電信號放 大、量化、顯示(需與引伸計作位移移動量"標(biāo)定")。定套環(huán)9為弦式應(yīng)變傳感器端部的定 位件。頻率計11 (型號DT615，澳大利亞Datataker公司生產(chǎn))用于測量振弦式應(yīng)變傳感
4器內(nèi)鋼弦振動的頻率。振弦式應(yīng)變傳感器12(型號BGK-4420，北京基康科技有限公司生 產(chǎn))的傳感器兩端粘固被測物上，被測物的變形(伸長或縮短)使傳感器的鋼弦長度發(fā)生 變化(鋼弦張力改變)。在鋼弦張力變化作用下，鋼弦振動使電磁線圈的電量改變，通過頻 率計11測出鋼弦振動的頻率。 使用時，先調(diào)節(jié)旋節(jié)柄1使螺紋差動微調(diào)機構(gòu)3至適當(dāng)位置；將振弦式應(yīng)變傳感器 12的端部分別套上定套環(huán)9，用螺栓緊固鎖緊件6于支架1中；預(yù)壓千分表4行程約0. 5mm 并固緊在表座5上；引伸計7兩臂桿與測桿6系緊并與測量顯示儀9連接；振弦式應(yīng)變傳感 器l連接上頻率計ll。 轉(zhuǎn)動旋節(jié)柄1可操縱螺紋差動微調(diào)機構(gòu)3產(chǎn)生縱向微量移動，使振弦式應(yīng)變傳感 器12受拉(或受壓)作用，其鋼弦長(L)發(fā)生伸長或縮短。從而"觸感"千分表4和引伸計 7 "動作"，即可讀取千分表4指針數(shù)值(此數(shù)可作參考用)和測量顯示儀8示值數(shù)(A L)。 與此同時，頻率計11測出振弦式應(yīng)變傳感器12 "鋼弦"振動頻率變化量(Af)。將所測量 數(shù)值代入關(guān)系式《=AL/L(Af)2，其中e = AL/L(稱為應(yīng)變)，計算系數(shù)l ，最后可確 立應(yīng)變與頻率關(guān)系式e = ; (Af"，從而實現(xiàn)應(yīng)變與頻率物理量等同的"校準(zhǔn)"?？梢?，校 準(zhǔn)裝置的引伸計分辨率越高，其測量準(zhǔn)確度就越高、精度就高。
如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
一種振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置，其特征在于包括旋節(jié)柄、支架、螺紋差動微調(diào)機構(gòu)、千分表、表座5、測桿、引伸計、測量顯示儀、定套環(huán)、鎖緊件、頻率計和振弦式應(yīng)變傳感器；所述振弦式應(yīng)變傳感器兩端的安裝塊分別套上定套環(huán)，定套環(huán)通過鎖緊件安裝在支架上，旋節(jié)柄通過螺紋差動微調(diào)機構(gòu)與千分表連接，千分表設(shè)置在表座上，表座兩端分別與螺紋差動微調(diào)機構(gòu)和振弦式應(yīng)變傳感器連接；測桿為兩根，分別固定在支架上下端，引伸計兩端分別與兩測桿連接，引伸計與測量顯示儀連接，引伸計位于振弦式應(yīng)變傳感器的一側(cè)；頻率計與振弦式應(yīng)變傳感器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述旋節(jié)柄設(shè)置 在校準(zhǔn)支架上端中部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述螺紋差動微 調(diào)機構(gòu)包括絲杠和螺母，在絲杠上設(shè)有兩種不同的螺紋，針對兩種不同羅紋分別配置相應(yīng) 的螺母，其中，一個螺母為不動螺母，被固定在支架上；另一個螺母為活動螺母，安裝在與旋 節(jié)柄連接的絲杠上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述引伸計為懸 臂電阻應(yīng)變式引伸計。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述振弦式應(yīng)變 傳感器兩端粘固被測物上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種振弦式應(yīng)變傳感器校準(zhǔn)裝置，其振弦式應(yīng)變傳感器兩端的安裝塊分別套上定套環(huán)，定套環(huán)通過鎖緊件安裝在支架上，旋節(jié)柄通過螺紋差動微調(diào)機構(gòu)與千分表連接，千分表設(shè)置在表座上，表座兩端分別與螺紋差動微調(diào)機構(gòu)和振弦式應(yīng)變傳感器連接；測桿為兩根，分別固定在支架上下端，引伸計兩端分別與兩測桿連接，引伸計與測量顯示儀連接，引伸計位于振弦式應(yīng)變傳感器的一側(cè)；頻率計與振弦式應(yīng)變傳感器連接。本發(fā)明利用差動螺旋傳動原理，實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)微調(diào)移動的功能；測量精度高，實現(xiàn)寬范圍測量，操作簡捷和極具仿真地校準(zhǔn)振弦式應(yīng)變傳感器，適用于各類“等級”場合的計量校準(zhǔn)。
文檔編號G01B5/30GK101738157SQ20091021398
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者張漢平, 王濤, 胡遲春, 鐘穗東 申請人:華南理工大學(xué)