全桥式应变测量支架的制作方法
【专利摘要】全桥式应变测量支架，包括门架、应变计、T形传动构件、应变计基板；所述支架为门形结构，内侧两边设有凸台；应变计基板为长方形薄板，数量为两个，每个上面贴两个应变计，四片应变计采用全桥连接；T形传动构件位于所述门架中央位置，应变计基板一端与门架凸台连接，另一端与T形传动构件凸台的下表面连接；所述门架较长一边的下端及T形传动构件的底端与构件的应变监测区域连接，门架的另一端悬空。当构件被测区域产生变形时，T形传动构件与门架两边产生相对移动，应变计基板一边受拉，一边受压，完成全桥测量工作；通过本实用新型使得应变测量灵敏度提高四倍，且四个应变计互为补偿，最大限度减少温漂及电磁干扰影响，大大改善测量精度。
【专利说明】全桥式应变测量支架
【技术领域】
[0001]本设计涉及全桥式应变测量支架，属于机械电子【技术领域】。
【背景技术】
[0002]应变计是目前应用非常广泛的一种变形监测传感器，在工程与科研中主要监测结构在荷载作用下的应变与应力，它的特点是灵敏度高，工作在线性范围，易于标定。但由于该种应变计用于平面应变测量时，通常采用单片加补偿的工作方式，补偿应变计的功能主要是消除由于温度漂移、线路引入的干扰等影响，实际工作中即使采取这样的方式仍无法完全消除这些因素对测量结果的影响，且各种因素的影响无法避免，尤其在工程现场测量，这些问题表现得尤为突出，特别在需要长时间监测、电磁环境恶劣的场所，这样的监测有时无法进行下去。为此，需要改变现有的测量方式，采用全桥的工作模式，既能提高测量精度，又能最大限度地减少温漂与时漂对测量结果的影响。
【发明内容】
[0003]针对上述要求，本设计的目的是提供全桥式应变测量支架，解决现有应变监测中工作片只能采用单片、温漂大、时漂大及抗干扰能力差的问题。。
[0004]为实现上述目的，本设计是通过以下技术手段来实现的:
[0005]全桥式应变测量支架,其特征在于:包括门架、应变计、T形传动构件、应变计基板；所述门架为门形结构，在门形结构内侧两边设有凸台，门架一边的高度大于另一边高度；所述T形传动构件上边凸台的高度与门形结构凸台的高度相同；所述应变计基板为长方形薄板，数量为两个，每个应变计基板上贴有两个应变计，四片应变计采用全桥连接；
[0006]所述T形传动构件位于所述门架中央位置，所述应变计基板一端与门架凸台连接，另一端与T形传动构件凸台的下表面连接；所述门架高度较高一边的下端及T形传动构件的底端与被测结构的应变监测区域固定。
[0007]优选的:
[0008]所述的全桥式应变测量支架，其特征在于:所述应变计基板与门架凸台及T形传动构件凸台的下表面采用焊接或者胶粘的连接方式。
[0009]所述的全桥式应变测量支架，其特征在于:所述门架高度较高一边的下端及T形传动构件的底端与被测结构的应变监测区域采用焊接或者胶粘连接；门架的另一边悬空。
[0010]本发明的有益效果是:本实用新型将原来单片应变测量工作方式改为全桥工作方式，测量灵敏度提高了三倍，且全桥测量方式无需补偿片，四个应变计均互为补偿，能最大限度减少温漂及电磁干扰的影响，大大改善测量精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型结构组成示意图，图2为门架主视图，图3为图2左视图，图4为图2俯视图，图5为T形传动构件主视图，图6为图5左视图，图7为图5俯视图，图8为T形传动构件主视图，图9为图8左视图，图10为图8俯视图，图11为本实用新型装配图。
[0012]附图标号的含义如下:1门架、2应变计、3T形传动构件、4应变计基板、5被测结构。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合说明书附图，对设计作进一步的说明。
[0014]如图1-11所示,全桥式应变测量支架,其特征在于:包括门架1、应变计2、T形传动构件3、应变计基板5 ;所述门架I为门形结构，在门形结构内侧两边设有凸台1-1，门架一边1-2的高度大于另一边1-3的高度；所述T形传动构件3上边凸台3-1的高度与门形结构凸台1-1的高度相同；所述应变计基板5为长方形薄板，数量为两个，每个应变计基板5上贴有两个应变计2，四片应变计2采用全桥连接；
[0015]所述T形传动构件3位于所述门架I中央位置，所述应变计基板5 —端与门架凸台连接，另一端与T形传动构件3的凸台3-1的下表面连接；所述门架I高度较高一边1-2的下端及T形传动构件3的底端与被测结构5的应变监测区域连接。
[0016]优选的:
[0017]所述的全桥式应变测量支架，其特征在于:所述应变计基板4与门架凸台1-1及T形传动构件上边凸台3-1的下表面采用焊接或者胶粘的连接方式。
[0018]所述的全桥式应变测量支架，其特征在于:所述门架高度较高一边1-2的下端及T形传动构件3的底端与被测结构5的应变监测区域采用焊接或者胶粘连接。
[0019]本实用新型工作原理:结构的被监测区域发生形变时，T形传动构件与门架之间发生相对位移。由于T形传动构件是焊接或粘接在被测结构上的，自身强度高，变形忽略不计，所以该变形被传递给应变计基板，应变计基板同步变形，变形的方向是一边被压，另一边被拉，反映在应变计上产生的应变是大小相等方向相反，通过仪器所监测的应变为结构被监测区域实际发生应变的四倍，即采用支架应变监测的灵敏度提高了三倍。由于组成全桥的四个应变计均为工作片，工作环境及接线方式完全相同，在线路上产生的温漂、时漂及电磁干扰可以互相抵消，大大减少这些因素对测量结果的影响。
[0020]【具体实施方式】为，将两块形状与材料特性相同的应变计基板一端通过焊接或胶粘的方式与门架内的两侧凸台连接，另一端采用同样的方式与T形传动构件的凸台连接；在每块应变计基板上分别贴两个特性基本相同的应变计，共贴四片应变计，四片应变计采用全桥连接方式接入应变仪，给桥路输入端施加一个电压，这时桥路的输出电压为单片工作方式输出电压的四倍，由此看出全桥工作的应变测量电路，它的灵敏度是单片工作的四倍，且全桥电路由于各应变计温度变化及受电磁干扰的情况相似，能最大限度减少温漂、时漂及电磁干扰的影响。
[0021]将应变测试门架的一端及T形传动件的下端通过焊接或胶粘的方式安装在被测结构的应变测试区域，而门架的另一端悬空，悬空的作用是防止门架两端随被测构件变形而变形，无法达到测量目的。技术要求门架产生的变形与构件被测区域的变形相比可忽略不计；由于T形传动构件只与应变基板焊接，与门架之间不固定，只是通过应变基板与门架连接，所以，T形传动构件的上端在门架内可自由滑动，下端与被测结构连接。当被测区域产生应变变形时，T形传动构件与门架之间产生相对位移，T形传动构件与门架两边之间的距离一边变大，另一边变小，T形传动构件把变形传递给应变计基板，应变计基板及基板上的应变计跟随产生同样变形，当应变门架及T形传动构件的刚度足够高时，每个应变计产生的应变就是结构被测区域的应变。当门架一端与T形传动构件之间产生相对位移时，T形传动构件与门架两边之间的距离一边变大，一边变小，T形传动构件的传动使两边的应变计基板一边受拉，一边受压，所以四个应变计都是工作片。为防水、温度突变及其它环境影响，可用柔性胶将门架的四周封死，使得测试数据更加稳定。若应变计选用带自补偿功能的应变计，可进一步提高应变的测试性能。
[0022]全桥式应变测量支架门架，呈门字形，用钢、不锈钢或其它高强材料制成，有足够的刚度，防止应变计基板变形时门架也跟随变形，影响测量精度。所用材料便于与被测结构进行胶粘或焊接，门架的内侧每边各有一个凸台，用于固定应变计基板。
[0023]全桥式应变测量支架T形传动构件，上边的凸台用于固定左右应变计基板。T形传动构件材料与门架相同。
[0024]全桥式应变测量支架的应变计基板，用于粘贴应变计，并跟随被测结构同时产生应变。其一端固定在门架上，另一端固定在T形传动构件上，材料选用不锈钢片、铜片、有机玻璃板、塑料板及其它材料等，要求其弹性较好，强度低于被测结构的强度。
[0025]装配时，首先将两块应变计基板安装在T形传动件上，然后将两块应变计基板的另一端与门架的两端固定，每块应变计基板上分别贴两个应变计，共四片应变计，采用全桥接法，最后再将整个支架固定在被测结构上应变监测区域。
[0026]以上显示和描述了本设计的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本设计不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本设计的原理，在不脱离本设计精神和范围的前提下，本设计还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本设计范围内。本设计要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.全桥式应变测量支架，其特征在于:包括门架、应变计、T形传动构件、应变计基板；所述门架为门形结构，在门形结构内侧两边设有凸台，门架一边的高度大于另一边高度；所述T形传动构件上边凸台的高度与门形结构凸台的高度相同；所述应变计基板为长方形薄板，数量为两个，每个应变计基板上贴有两个应变计，四片应变计采用全桥连接； 所述T形传动构件位于所述门架中央位置，所述应变计基板一端与门架凸台连接，另一端与T形传动构件凸台的下表面连接；所述门架高度较高一边的下端及T形传动构件的底端与被测结构的应变监测区域固定。
2.如权利要求1所述的全桥式应变测量支架，其特征在于:所述应变计基板与门架凸台及T形传动构件凸台的下表面采用焊接或者胶粘的连接方式。
3.如权利要求1所述的全桥式应变测量支架，其特征在于:所述门架高度较高一边的下端及T形传动构件的底端与被测结构的应变监测区域采用焊接或者胶粘连接；门架的另一边悬空。
【文档编号】G01B7/16GK204228102SQ201420566534
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】杨光明, 阮善发, 杨坤, 冯骁 申请人:河海大学