專利名稱：應(yīng)變梁式土壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是壓力檢測領(lǐng)域，確切講是應(yīng)變梁式土壓力傳感器。 技術(shù)背景土壓力的測量是土力學(xué)理論和實驗研究的一個重要方面，也是工程測試中的重要內(nèi)容，而現(xiàn)有土壓力盒卻不能很好地測得實際土壓力值。除去土中各種因素的影響使得土壓力盒測得的數(shù)據(jù)失真外，土壓力盒自身在原理方面也有不足?，F(xiàn)有的膜片式土壓力盒包括有盒體、盒蓋以及盒體內(nèi)開設(shè)凹面形成的彈性膜片，通過彈性膜片上敷有的電阻應(yīng)變片實現(xiàn)土壓力的測量。這種土壓力盒的結(jié)構(gòu)使得其僅適用于完全柔性荷載的測量，對有一定剛度的荷載不太適用。但是土體的剛度通常是介于剛性與柔性之間，因此這種土壓力傳感器在水中標(biāo)定時十分精準(zhǔn)，而在測量土壓力時卻常常產(chǎn)生較大誤差，尤其是測量剛度較大的土體土壓力時，結(jié)果不太理想。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本實用新型提供了一種能夠適用于各種剛度土體土壓力測量并可以排除溫度影響的應(yīng)變梁式土壓力傳感器。應(yīng)變梁式土壓力傳感器，包括中空的殼體和封閉殼體的蓋板，所述的殼體的內(nèi)腔中設(shè)有彈性梁和傳力軸，所述的殼體的底部設(shè)有一圈向上延伸的臺階，所述的彈性梁架設(shè)于所述的臺階上；所述的彈性梁的上、下表面均設(shè)有電阻值相同的電阻應(yīng)變片和與電阻應(yīng)變片配套的接線板，所述的電阻應(yīng)變片之間通過導(dǎo)線連接形成惠斯通電橋，所述的惠斯通電橋通過連接線與應(yīng)變儀連接，所述的殼體上設(shè)有允許所述的連接線穿出的通孔；所述的彈性梁和蓋板之間設(shè)置所述的傳力軸，所述的傳力軸一端與蓋板接觸、另一端與彈性梁接觸。進一步，所述的蓋板與殼體之間設(shè)有密封圈；所述的殼體內(nèi)腔填充有防水彈性封閉膠。進一步，所述的殼體呈圓筒形，所述的殼體由底板和與底板固接的筒身組成；所述的臺階設(shè)置于底板上，所述的臺階為一圈圓環(huán)，所述的臺階與筒身通過螺紋連接。進一步，所述的傳力軸與所述的彈性梁固接。本實用新型的技術(shù)構(gòu)思是在殼體內(nèi)腔中設(shè)置彈性梁，并在彈性梁的兩側(cè)粘貼電阻應(yīng)變片和接線板，將電阻應(yīng)變片連接成惠斯通電橋。測試中施加在圓形蓋板上的土壓力通過傳力軸傳遞到彈性梁上，引起彈性梁發(fā)生微小應(yīng)變，進而使得粘貼在梁上的應(yīng)變片電阻發(fā)生變化。彈性梁變形的特點為上表面縮短、下表面伸長，這將導(dǎo)致粘貼在梁上下表面的應(yīng)變片電阻發(fā)生不同的變化，梁的變形雖然十分微小，但經(jīng)過惠斯通電橋的放大作用后可由應(yīng)變儀精確的檢測出來。經(jīng)過標(biāo)定后便可以得到土壓力與應(yīng)變儀讀數(shù)變化的對應(yīng)關(guān)系。本實用新型的有益效果是1、無論對何種剛度的土體的土壓力測量均能很好的適用；2、各工作片由溫度引起的電阻變化率相等，溫度影響在橋路中相互抵消；3、通過控制圓形蓋板與殼體之間的縫隙大小可以限制應(yīng)變梁的最大變形量，防止由于瞬時荷載過大而導(dǎo)致傳感器損壞；4、測量靈敏度 高，精度好，可靠性高。

圖1是 本實用新型的剖視圖。圖2是本實用新型的分解示意圖。圖3是彈性梁的示意圖。
具體實施方式
參照附圖，進一步說明本實用新型應(yīng)變梁式土壓力傳感器，包括中空的殼體和封閉殼體的蓋板1，所述的殼體的內(nèi)腔中設(shè)有彈性梁6和傳力軸3，所述的殼體的底部設(shè)有一圈向上延伸的臺階12，所述的彈性梁 6架設(shè)于所述的臺階12上；所述的彈性梁6的上、下表面均設(shè)有電阻值相同的電阻應(yīng)變片5和與電阻應(yīng)變片 5配套的接線板4，所述的電阻應(yīng)變片5之間通過導(dǎo)線連接形成惠斯通電橋，所述的惠斯通電橋通過連接線9與應(yīng)變儀連接，所述的殼體上設(shè)有允許所述的連接線9穿出的通孔10 ；所述的彈性梁6和蓋板1之間設(shè)置所述的傳力軸3，所述的傳力軸3 —端與蓋板1 接觸、另一端與彈性梁6接觸。所述的蓋板1與殼體之間設(shè)有密封圈2 ；所述的殼體內(nèi)腔填充有防水彈性封閉膠 11。所述的殼體呈圓筒形，所述的殼體由底板7和與底板7固接的筒身8組成；所述的臺階12設(shè)置于底板7上，所述的臺階12為一圈圓環(huán)，所述的臺階12與筒身8通過螺紋連接。所述的傳力軸3與所述的彈性梁6固接。本實用新型的技術(shù)構(gòu)思是在殼體內(nèi)腔中設(shè)置彈性梁，并在彈性梁的兩側(cè)粘貼電阻應(yīng)變片和接線板，將電阻應(yīng)變片連接成惠斯通電橋。測試中施加在圓形蓋板上的土壓力通過傳力軸傳遞到彈性梁上，引起彈性梁發(fā)生微小應(yīng)變，進而使得粘貼在梁上的應(yīng)變片電阻發(fā)生變化。彈性梁變形的特點為上表面縮短、下表面伸長，這將導(dǎo)致粘貼在梁上下表面的應(yīng)變片電阻發(fā)生不同的變化，梁的變形雖然十分微小，但經(jīng)過惠斯通電橋的放大作用后可由應(yīng)變儀精確的檢測出來。經(jīng)過標(biāo)定后便可以得到土壓力與應(yīng)變儀讀數(shù)變化的對應(yīng)關(guān)系。本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對實用新型構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本實用新型的保護范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.應(yīng)變梁式土壓力傳感器，其特征在于包括中空的殼體和封閉殼體的蓋板，所述的殼體的內(nèi)腔中設(shè)有彈性梁和傳力軸，所述的殼體的底部設(shè)有一圈向上延伸的臺階，所述的彈性梁架設(shè)于所述的臺階上；所述的彈性梁的上、下表面均設(shè)有電阻值相同的電阻應(yīng)變片和與電阻應(yīng)變片配套的接線板，所述的電阻應(yīng)變片之間通過導(dǎo)線連接形成惠斯通電橋，所述的惠斯通電橋通過連接線與應(yīng)變儀連接，所述的殼體上設(shè)有允許所述的連接線穿出的通孔；所述的彈性梁和蓋板之間設(shè)置所述的傳力軸，所述的傳力軸一端與蓋板接觸、另一端與彈性梁接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)變梁式土壓力傳感器，其特征在于所述的蓋板與殼體之間設(shè)有密封圈；所述的殼體內(nèi)腔填充有防水彈性封閉膠。
3.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)變梁式土壓力傳感器，其特征在于所述的殼體呈圓筒形，所述的殼體由底板和與底板固接的筒身組成；所述的臺階設(shè)置于底板上，所述的臺階為一圈圓環(huán)，所述的臺階與筒身通過螺紋連接。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的應(yīng)變梁式土壓力傳感器，其特征在于所述的傳力軸與所述的彈性梁固接。
專利摘要應(yīng)變梁式土壓力傳感器，包括中空的殼體和封閉殼體的蓋板，殼體的內(nèi)腔中設(shè)有彈性梁和傳力軸，殼體的底部設(shè)有一圈向上延伸的臺階，彈性梁架設(shè)于臺階上；彈性梁的上、下表面均設(shè)有電阻值相同的電阻應(yīng)變片和與電阻應(yīng)變片配套的接線板，電阻應(yīng)變片之間通過導(dǎo)線連接形成惠斯通電橋，惠斯通電橋通過連接線與應(yīng)變儀連接，殼體上設(shè)有允許連接線穿出的通孔；彈性梁和蓋板之間設(shè)置傳力軸，傳力軸一端與蓋板接觸、另一端與彈性梁接觸。本實用新型具有能夠適用于各種剛度土體土壓力測量并可以排除溫度影響的優(yōu)點。
文檔編號G01L1/22GK202066629SQ20102069047
公開日2011年12月7日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者吳文兵, 武登輝, 王奎華, 王寧, 羅永健, 馬少俊 申請人:浙江大學(xué)