一种用于大型结构位移测量的传感器以及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种位移测量装置，具体涉及一种用于大型结构位移测量的传感器以及位移测量的装置。
【背景技术】
[0002]目前大型结构位移监测常用的方法有GPS测量法、水准仪测量法、全站仪测量法、连通管测量法、倾角仪法、激光图像测量法等。
[0003]水准仪、全站仪等方法为人工测量，无法对结构进行长期持续的测量，且精度受测量人员的工作经验等影响较大；GPS测量法成本较高，且精度有限；连通管法安装过程较为繁琐，并且要定期补充连通管内液体，以保障测量的正常完成；倾角仪法受使用环境及路况影响较大；激光图像测量法对周围环境的光照强度比较敏感，较强的光照环境会影响测量精度。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种用于大型结构位移测量的传感器。
[0005]本实用新型的目的之一是通过以下技术方案实现的，用于大型结构位移测量的传感器，包括从左至右依次设置的若干测量段，每个测量段包括一条状的导电橡胶和设置于导电橡胶两端的电极。
[0006]本实用新型的目的之二是通过以下技术方案实现的，用于大型结构位移测量的传感器，包括一条状导电橡胶，所述导电橡胶从端端至末端每隔一定距离设置有一个电极。
[0007]由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点:
[0008]本实用新型能够长期自动测量，测量精确程度不受人工影响，且结构简单，使用方便，安装快捷。
【附图说明】
[0009]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中:
[0010]图1为传感器结构示意图；
[0011]图2为结构位移测量示意图；其中a表示结构未变形，b表示结构发生变形后；
[0012]图3为信号调理电路的原理框图；
[0013]图4为信号调理电路的具体电路图。
【具体实施方式】
[0014]以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0015]实施例一
[0016]如图1所示，一种用于大型结构位移测量的传感器，包括:从左至右依次设置的若干测量段4，每个测量段包括一条状的导电橡胶和设置于导电橡胶两端的电极3。
[0017]两相邻测量段的邻近端共用一个电极。
[0018]所述传感器还包括连接电极与外部测量装置的导线I。
[0019]所述传感器还包括外套2，所述导电橡胶、电极和导线封装于外套内。
[0020]一种大型结构位移测量装置，包括位移测量的传感器，还包括与传感器连接的信号调理电路。所述信号调理电路包括依次连接的控制模块、多路模拟开关模块和AD采样模块，所述信号调理电路还包括电桥模块，所述电桥模块与多路模拟开关模块连接。
[0021]控制模块为单片机、多路模拟开关模块为CD4067和AD采样模块为采样芯片ADC0809
[0022]⑶4067为16路模拟开关，可以将传感器中的多个导电橡胶电极分别接入电路中进行测量。一块该芯片可以接入16个电极。
[0023]ADC0809为8通道AD采样芯片，对导电橡胶组成的电极阻值进行监测，从而分析结构是否发生了变形。导电橡胶作为一个电阻连入电桥电路，由该AD采样芯片进行采样，从而得到精确的电阻值变化量。
[0024]本实施例仅用8块⑶4067和I片ADC0809进行数据采集，可以监测128个点(16*8)，可以根据单缆传感器中电极的数量进行多级级联，以达到更多的监测点数。
[0025]实施例二
[0026]一种用于大型结构位移测量的传感器，包括:一条状导电橡胶4，所述导电橡胶从端端至末端每隔一定距离设置有一个电极3。
[0027]所述传感器还包括连接电极与外部测量装置的导线I。
[0028]所述传感器还包括外套2，所述导电橡胶、电极和导线封装于外套内。
[0029]一种大型结构位移测量装置，包括位移测量的传感器，还包括与传感器连接的信号调理电路。如图3所示，所述信号调理电路包括依次连接的控制模块、多路模拟开关模块和AD采样模块，所述信号调理电路还包括电桥模块，所述电桥模块与多路模拟开关模块连接。
[0030]控制模块为单片机、多路模拟开关模块为CD4067和AD采样模块为采样芯片ADC0809
[0031]⑶4067为16路模拟开关，可以将传感器中的多个导电橡胶电极分别接入电路中进行测量。一块该芯片可以接入16个电极。
[0032]ADC0809为8通道AD采样芯片，对导电橡胶组成的电极阻值进行监测，从而分析结构是否发生了变形。导电橡胶作为一个电阻连入电桥电路，由该AD采样芯片进行采样，从而得到精确的电阻值变化量。
[0033]本实施例仅用8块⑶4067和I片ADC0809进行数据采集，可以监测128个点(16*8)，可以根据单缆传感器中电极的数量进行多级级联，以达到更多的监测点数。
[0034]在本实用新型中使用的是导电橡胶，也可以使用其他具有类似功能的材料制作专感器。
[0035]本实用新型利用导电橡胶(或类似的具有一定导电性，但导电性较差，能够形成一定电阻的导电材料)，每隔一段距离使用导电胶或金属片形成一个电极，并将该电极通过导线引出汇聚在一起，最后在导电橡胶外部封装硬质护套，形成单根缆状传感器。
[0036]使用时将该单缆传感器可靠固定于结构表面，当结构形状发生改变后，固定于结构物表面的传感器会跟随结构发生变形，从而挤压拉伸传感器内部的导电橡胶等导电材料，造成该区域电阻值发生变化，通过测量电阻值的变化量，可以推算出结构的变形量大小，通过电阻值变化的位置，可以判断结构的变形位置，从而测量出结构在哪些位置产生了多大的位移变化。
[0037]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种用于大型结构位移测量的传感器，其特征在于:包括从左至右依次设置的若干测量段，每个测量段包括一条状的导电橡胶和设置于导电橡胶两端的电极。2.根据权利要求1所述的用于大型结构位移测量的传感器，其特征在于:两相邻测量段的邻近端共用一个电极。3.根据权利要求1所述的用于大型结构位移测量的传感器，其特征在于:所述传感器还包括连接电极与外部测量装置的导线。4.根据权利要求3所述的用于大型结构位移测量的传感器，其特征在于:所述传感器还包括外套，所述导电橡胶、电极和导线封装于外套内。5.一种大型结构位移测量装置，其特征在于:包括如权利要求1~4任意一项所述传感器，还包括与传感器连接的信号调理电路，所述信号调理电路包括依次连接的控制模块、多路模拟开关模块和AD采样模块，所述信号调理电路还包括电桥模块，所述电桥模块与多路模拟开关模块连接。6.一种用于大型结构位移测量的传感器，其特征在于:包括一条状导电橡胶，所述导电橡胶从端端至末端每隔一定距离设置有一个电极。7.根据权利要求6所述的用于大型结构位移测量的传感器，其特征在于:所述传感器还包括连接电极与外部测量装置的导线。8.根据权利要求7所述的用于大型结构位移测量的传感器，其特征在于:所述传感器还包括外套，所述导电橡胶、电极和导线封装于外套内。9.一种大型结构位移测量装置，其特征在于:包括如权利要求7?8任意一项所述传感器，还包括与传感器连接的信号调理电路，所述信号调理电路包括依次连接的控制模块、多路模拟开关模块和AD采样模块，所述信号调理电路还包括电桥模块，所述电桥模块与多路模拟开关模块连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种大型结构位移测量装置，包括传感器和与传感器连接的信号调理电路，所述传感器包括从左到右依次设置的若干测量段，每个测量段包括一条状的导电橡胶和设置于导电橡胶两端的电极。本实用新型通过测量导电橡胶电阻值的变化量，可以推算出结构的变形量大小，通过电阻值变化的位置，可以判断结构的变形位置，从而测量出结构在哪些位置产生了多大的位移变化。本实用新型能够长期自动测量，测量精确程度不受人工影响，且结构简单，使用方便，安装快捷。
【IPC分类】G01B7/02, G01B7/16
【公开号】CN204730800
【申请号】CN201520397614
【发明人】张奔牛
【申请人】重庆交通大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年6月10日