測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種測量用傳感器，特別是涉及一種測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002 ]電測量是將應變信號輸入應變儀由應變儀輸出應變讀數(shù)。構(gòu)件的應變信號必須轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌拍苡秒姕y法進行測量。這個轉(zhuǎn)換元件就是電阻應變片。粘貼有電阻應變片的彈性敏感低碳鋼元件受到軸向拉力作用時，產(chǎn)生位移和變形，并由此產(chǎn)生應力和應變。電阻應變片將應力與應變轉(zhuǎn)換成電阻的變化，使傳感器輸出與軸向拉力相對應的電信號，通過電阻應變儀把電信號轉(zhuǎn)換成相應的應變值。確定了應變儀顯示的應變值與軸向拉力對應關(guān)系，實現(xiàn)了測量。而現(xiàn)有的拉力傳感器制作復雜、數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、響應滯后。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器，在彈性敏感低碳鋼元件外表面粘貼四片電阻應變片，在鋼筋混凝土構(gòu)件和金屬構(gòu)件軸向受拉時，可以準確測量其軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器，所述拉力傳感器包括上連接體、彈性敏感低碳鋼元件、正面縱向電阻應變片、正面橫向電阻應變片、下連接體、第一屏蔽導線、第二屏蔽導線、第三屏蔽導線、第四屏蔽導線、反面縱向電阻應變片、反面橫向電阻應變片、第五屏蔽導線、第六屏蔽導線、第七屏蔽導線、第八屏蔽導線、下連接體底面螺栓孔;彈性敏感低碳鋼元件的外表面粘貼四片電阻應變片，正面縱向電阻應變片的電阻為R1、正面橫向應變片的電阻為R2、反面縱向電阻應變片的電阻為R3、反面橫向電阻應變片的電阻為R4四片電阻應變片的通過屏蔽導線進行全橋連接，接入應變儀形成惠斯特電橋;彈性敏感低碳鋼元件的正面外表面中心位置、沿中軸線方向粘貼正面縱向電阻應變片;沿垂直中軸線方向粘貼正面橫向電阻應變片;正面縱向電阻應變片的兩根引出線分別與第一屏蔽導線、第二屏蔽導線的一端焊接連接，第一屏蔽導線、第二屏蔽導線的另一端與應變儀對應橋路相連;正面橫向電阻應變片的兩根引出線分別與第三屏蔽導線、第四屏蔽導線的一端焊接連接，第三屏蔽導線、第四屏蔽導線的另一端與應變儀對應橋路相連。
[0006]所述的測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器，所述彈性敏感低碳鋼元件的反面外表面中心位置、沿中軸線方向粘貼反面縱向電阻應變片;沿垂直中軸線方向粘貼反面橫向電阻應變片;反面縱向電阻應變片的兩根引出線分別與第五屏蔽導線、第六屏蔽導線的一端焊接連接，第五屏蔽導線、第六屏蔽導線的另一端與應變儀對應橋路相連;反面橫向電阻應變片的兩根引出線分別與第七屏蔽導線、第八屏蔽導線的一端焊接連接，第七屏蔽導線、第八屏蔽導線的另一端與應變儀對應橋路相連。
[0007]所述的測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器，所述彈性敏感低碳鋼元件的貼片處和連接處涂抹2mm厚度的環(huán)氧樹脂膠固定;上連接體與萬能試驗機的上橫梁進行螺紋連接，下連接體的底面螺栓孔與萬能試驗機的上夾頭進行螺紋連接；電阻應變式拉力傳感器固定在萬能試驗機的上橫梁和上夾頭之間。
[0008]所述的測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器，所述第一屏蔽導線、第八屏蔽導線連接在應變儀相應橋路的A接線柱上，第二屏蔽導線、第三屏蔽導線連接在應變儀相應橋路的B接線柱上，第四屏蔽導線、第五屏蔽導線連接在應變儀相應橋路的C接線柱上，第六屏蔽導線、第七屏蔽導線連接在應變儀相應橋路的D接線柱上。
[0009]本實用新型的優(yōu)點與效果是:
[0010]1.本實用新型依據(jù)電測原理制作的拉力傳感器，測量時把此傳感器安裝在萬能試驗機的上橫梁和上夾頭之間實現(xiàn)拉力信號的輸出。具有制作簡單、數(shù)據(jù)穩(wěn)定、響應迅速的優(yōu)點。
[0011]2.本實用新型測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器具有高靈敏度、高測量精度和可靠性以及抗干擾能力強等特性，可應用于鋼筋混凝土構(gòu)件和金屬構(gòu)件等許多領域的軸向受拉測量。
【附圖說明】

[0012]圖1惠斯特電橋原理圖；
[0013]圖2傳感器正面貼片及接線示意圖；
[0014]圖3傳感器反面貼片及接線示意圖；
[0015]圖4下連接剛體仰視示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖所示實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0017]本實用新型包括以下部分:正面縱向電阻應變片3、正面橫向電阻應變片4、反面縱向電阻應變片10、反面橫向電阻應變片11、上連接體1、彈性敏感低碳鋼元件2、下連接體5、第一屏蔽導線6、第二屏蔽導線7、第三屏蔽導線8、第四屏蔽導線9、第五屏蔽導線12、第六屏蔽導線13、第七屏蔽導線14、第八屏蔽導線15、下連接體底面螺栓孔16。
[0018]該測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器構(gòu)件(圖2、圖3)主要由正面縱向電阻應變片3、正面橫向電阻應變片4、反面縱向電阻應變片10、反面橫向電阻應變片11、上連接體
1、彈性敏感低碳鋼元件2、下連接體5、第一屏蔽導線6、第二屏蔽導線7、第三屏蔽導線8、第四屏蔽導線9、第五屏蔽導線12、第六屏蔽導線13、第七屏蔽導線14、第八屏蔽導線15組成。在彈性敏感低碳鋼元件2的外表面粘貼四片電阻應變片，其中正面縱向電阻應變片3、反面縱向電阻應變片10測量軸向受拉時產(chǎn)生的縱向應變，正面橫向電阻應變片4、反面橫向電阻應變片11測量軸向受拉時產(chǎn)生的橫向應變。正面縱向電阻應變片3的電阻為Rl、正面橫向應變片4的電阻為R2、反面縱向電阻應變片10的電阻為R3、反面橫向電阻應變片11的電阻為R4。四片電阻應變片的通過屏蔽導線進行全橋連接，接入應變儀形成惠斯特電橋(圖1)。
[0019]如圖2所示，在彈性敏感低碳鋼元件2的正面外表面中心位置沿中軸線方向粘貼正面縱向電阻應變片3，用來測量元件正面的縱向應變;沿垂直中軸線方向粘貼正面橫向電阻應變片4、用來測量元件正面的橫向應變。正面縱向電阻應變片3的兩根引出線分別與第一屏蔽導線6、第二屏蔽導線7的一端焊接連接，第一屏蔽導線6、第二屏蔽導線7的另一端與應變儀對應橋路相連。正面橫向電阻應變片4的兩根引出線分別與第三屏蔽導線8、第四屏蔽導線9的一端焊接連接，第三屏蔽導線8、第四屏蔽導線9的另一端與應變儀對應橋路相連。
[0020]如圖3所示，在彈性敏感低碳鋼元件2的反面外表面中心位置沿中軸線方向粘貼反面縱向電阻應變片10，用來測量元件反面的縱向應變;沿垂直中軸線方向粘貼反面橫向電阻應變片11、用來測量元件反面的橫向應變。反面縱向電阻應變片10的兩根引出線分別與第五屏蔽導線12、第六屏蔽導線13的一端焊接連接，第五屏蔽導線12、第六屏蔽導線13的另一端與應變儀對應橋路相連。反面橫向電阻應變片11的兩根引出線分別與第七屏蔽導線14、第八屏蔽導線15的一端焊接連接，第七屏蔽導線14、第八屏蔽導線15的另一端與應變儀對應橋路相連。
[0021]在彈性敏感低碳鋼元件2的所有貼片處和連接處涂抹2mm厚度的環(huán)氧樹脂膠進行固定、絕緣及保護。
[0022]采用上連接體與萬能試驗機的上橫梁進行螺紋連接(圖2)，采用下連接體5的底面螺栓孔16與萬能試驗機的上夾頭進行螺紋連接(圖4)。通過這種方式，電阻應變式拉力傳感器就被固定在萬能試驗機的上橫梁和上夾頭之間。
[0023]與應變儀配套使用時第一屏蔽導線6、第八屏蔽導線15連接在應變儀相應橋路的A接線柱上，第二屏蔽導線7、第三屏蔽導線8連接在應變儀相應橋路的B接線柱上，第四屏蔽導線9、第五屏蔽導線12連接在應變儀相應橋路的C接線柱上，第六屏蔽導線13、第七屏蔽導線14連接在應變儀相應橋路的D接線柱上。這樣就形成了如圖一所示的惠斯特電橋，用來測量所加載的軸向拉力對應的應變值。
[0024]使用前，通過上連接體I和下連接體5把傳感器安裝在萬能試驗機的上橫梁和上夾頭之間。將第一屏蔽導線6、第八屏蔽導線15連接在應變儀相應橋路的A接線柱上，第二屏蔽導線7、第三屏蔽導線8連接在應變儀相應橋路的B接線柱上，第四屏蔽導線9、第五屏蔽導線12連接在應變儀相應橋路的C接線柱上，第六屏蔽導線13、第七屏蔽導線14連接在應變儀相應橋路的D接線柱上，形成如圖1所示的惠斯特電橋。使用萬能試驗機加載軸向拉力，同時對傳感器輸出的電信號用應變儀進行力值的標定。力值的標定范圍只能在彈性敏感低碳鋼元件的彈性區(qū)間內(nèi)進行。力值標定完成后，傳感器才可用于實際測量。
[0025]測量使用時，先把傳感器安裝在萬能試驗機上，再把導線接入應變儀或動態(tài)采集系統(tǒng)的相應橋路，萬能試驗機加載軸向拉力的同時應變儀或動態(tài)采集系統(tǒng)采集傳感器輸出的電信號并使之轉(zhuǎn)化成應變值，通過之前的標定值把應變值再轉(zhuǎn)化成對應的力值，完成對軸向拉力的測量。
【主權(quán)項】
1.測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器，其特征在于，所述拉力傳感器包括上連接體(I)、彈性敏感低碳鋼元件(2 )、正面縱向電阻應變片(3 )、正面橫向電阻應變片(4 )、下連接體(5)、第一屏蔽導線(6)、第二屏蔽導線(7)、第三屏蔽導線(8)、第四屏蔽導線(9)、反面縱向電阻應變片(10)、反面橫向電阻應變片(11)、第五屏蔽導線(12)、第六屏蔽導線(13)、第七屏蔽導線(14)、第八屏蔽導線(15)、下連接體底面螺栓孔(16);彈性敏感低碳鋼元件(2)的外表面粘貼四片電阻應變片，正面縱向電阻應變片(3)的電阻為R1、正面橫向應變片(4)的電阻為R2、反面縱向電阻應變片(10)的電阻為R3、反面橫向電阻應變片(11)的電阻為R4四片電阻應變片的通過屏蔽導線進行全橋連接，接入應變儀形成惠斯特電橋;彈性敏感低碳鋼元件(2)的正面外表面中心位置、沿中軸線方向粘貼正面縱向電阻應變片(3);沿垂直中軸線方向粘貼正面橫向電阻應變片(4);正面縱向電阻應變片(3)的兩根引出線分別與第一屏蔽導線(6)、第二屏蔽導線(7)的一端焊接連接，第一屏蔽導線(6)、第二屏蔽導線(7)的另一端與應變儀對應橋路相連;正面橫向電阻應變片(4)的兩根引出線分別與第三屏蔽導線(8)、第四屏蔽導線(9)的一端焊接連接，第三屏蔽導線(8)、第四屏蔽導線(9)的另一端與應變儀對應橋路相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器，其特征在于，所述彈性敏感低碳鋼元件(2)的反面外表面中心位置、沿中軸線方向粘貼反面縱向電阻應變片(10);沿垂直中軸線方向粘貼反面橫向電阻應變片(11);反面縱向電阻應變片(10)的兩根引出線分別與第五屏蔽導線(12)、第六屏蔽導線(13)的一端焊接連接，第五屏蔽導線(12)、第六屏蔽導線(13)的另一端與應變儀對應橋路相連;反面橫向電阻應變片(11)的兩根引出線分別與第七屏蔽導線(14)、第八屏蔽導線(15)的一端焊接連接，第七屏蔽導線(14)、第八屏蔽導線(15)的另一端與應變儀對應橋路相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器，其特征在于，所述彈性敏感低碳鋼元件(2)的貼片處和連接處涂抹2mm厚度的環(huán)氧樹脂膠固定;上連接體與萬能試驗機的上橫梁進行螺紋連接，下連接體(5)的底面螺栓孔(16)與萬能試驗機的上夾頭進行螺紋連接;電阻應變式拉力傳感器固定在萬能試驗機的上橫梁和上夾頭之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器，其特征在于，所述第一屏蔽導線(6)、第八屏蔽導線(15)連接在應變儀相應橋路的A接線柱上，第二屏蔽導線(7)、第三屏蔽導線(8)連接在應變儀相應橋路的B接線柱上，第四屏蔽導線(9)、第五屏蔽導線(12)連接在應變儀相應橋路的C接線柱上，第六屏蔽導線(13)、第七屏蔽導線(14)連接在應變儀相應橋路的D接線柱上。
【專利摘要】測量軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器，涉及一種測量傳感器，所述彈性敏感低碳鋼元件（2）的外表面粘貼四片電阻應變片，正面縱向電阻應變片（3）的電阻為R1、正面橫向應變片（4）的電阻為R2、反面縱向電阻應變片（10）的電阻為R3、反面橫向電阻應變片（11）的電阻為R4四片電阻應變片的通過屏蔽導線進行全橋連接，接入應變儀形成惠斯特電橋；彈性敏感低碳鋼元件（2）的正面外表面中心位置、沿中軸線方向粘貼正面縱向電阻應變片（3）；沿垂直中軸線方向粘貼正面橫向電阻應變片（4）；本實用新型拉力傳感器在鋼筋混凝土構(gòu)件和金屬構(gòu)件軸向受拉時，可以準確測量其軸向拉力的電阻應變式拉力傳感器。
【IPC分類】G01L1/22
【公開號】CN205384108
【申請?zhí)枴緾N201620048278
【發(fā)明人】趙辛, 劉爽, 劉洪凡
【申請人】遼寧工業(yè)大學
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年1月19日