专利名称：应变梁式土压力传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是压力检测领域，确切讲是应变梁式土压力传感器。
背景技术：
土压力的测量是土力学理论和实验研究的一个重要方面，也是工程测试中的重要 内容，而现有土压力盒却不能很好地测得实际土压力值。除去土中各种因素的影响使得土 压力盒测得的数据失真外，土压力盒自身在原理方面也有不足。现有的膜片式土压力盒包 括有盒体、盒盖以及盒体内开设凹面形成的弹性膜片，通过弹性膜片上敷有的电阻应变片 实现土压力的测量。这种土压力盒的结构使得其仅适用于完全柔性荷载的测量，对有一定 刚度的荷载不太适用。但是土体的刚度通常是介于刚性与柔性之间，因此这种土压力传感 器在水中标定时十分精准，而在测量土压力时却常常产生较大误差，尤其是测量刚度较大 的土体土压力时，结果不太理想。
发明内容
为克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种能够适用于各种刚度土体土压力 测量并可以排除温度影响的应变梁式土压力传感器。应变梁式土压力传感器，包括中空的壳体和封闭壳体的盖板，所述的壳体的内腔 中设有弹性梁和传力轴，所述的壳体的底部设有一圈向上延伸的台阶，所述的弹性梁架设 于所述的台阶上；所述的弹性梁的上、下表面均设有电阻值相同的电阻应变片和与电阻应变片配套 的接线板，所述的电阻应变片之间通过导线连接形成惠斯通电桥，所述的惠斯通电桥通过 连接线与应变仪连接，所述的壳体上设有允许所述的连接线穿出的通孔；所述的弹性梁和盖板之间设置所述的传力轴，所述的传力轴一端与盖板接触、另 一端与弹性梁接触。进一步，所述的盖板与壳体之间设有密封圈；所述的壳体内腔填充有防水弹性封 闭胶。进一步，所述的壳体呈圆筒形，所述的壳体由底板和与底板固接的筒身组成；所述 的台阶设置于底板上，所述的台阶为一圈圆环，所述的台阶与筒身通过螺纹连接。进一步，所述的传力轴的与所述的弹性梁固接。本发明的技术构思是在壳体内腔中设置弹性梁，并在弹性梁的两侧粘贴电阻应 变片和接线板，将电阻应变片连接成惠斯通电桥。测试中施加在圆形盖板上的土压力通过 传力轴传递到弹性梁上，引起弹性梁发生微小应变，进而使得粘贴在梁上的应变片电阻发 生变化。弹性梁变形的特点为上表面缩短、下表面伸长，这将导致粘贴在梁上下表面的应变 片电阻发生不同的变化，梁的变形虽然十分微小，但经过惠斯通电桥的放大作用后可由应 变仪精确的检测出来。经过标定后便可以得到土压力与应变仪读数变化的对应关系。本发明的有益效果是1、无论对何种刚度的土体的土压力测量均能很好的适用；2、各工作片由温度引起的电阻变化率相等，温度影响在桥路中相互抵消；3、通过控制圆形 盖板与壳体之间的缝隙大小可以限制应变梁的最大变形量，防止由于瞬时荷载过大而导致 传感器损坏；4、测量灵敏度高，精度好，可靠性高。
图1是本发明的剖视图。图2是本发明的分解示意图。图3是弹性梁的示意图。
具体实施例方式参照附图，进一步说明本发明应变梁式土压力传感器，包括中空的壳体和封闭壳体的盖板1，所述的壳体的内腔 中设有弹性梁6和传力轴3，所述的壳体的底部设有一圈向上延伸的台阶12，所述的弹性梁 6架设于所述的台阶12上；所述的弹性梁6的上、下表面均设有电阻值相同的电阻应变片5和与电阻应变片 5配套的接线板4，所述的电阻应变片5之间通过导线连接形成惠斯通电桥，所述的惠斯通 电桥通过连接线9与应变仪连接，所述的壳体上设有允许所述的连接线9穿出的通孔10 ；所述的弹性梁6和盖板1之间设置所述的传力轴3，所述的传力轴3 —端与盖板1 接触、另一端与弹性梁6接触。所述的盖板1与壳体之间设有密封圈2 ；所述的壳体内腔填充有防水弹性封闭胶 11。所述的壳体呈圆筒形，所述的壳体由底板7和与底板7固接的筒身8组成；所述的 台阶12设置于底板7上，所述的台阶12为一圈圆环，所述的台阶12与筒身8通过螺纹连接。所述的传力轴3的与所述的弹性梁6固接。本发明的技术构思是在壳体内腔中设置弹性梁，并在弹性梁的两侧粘贴电阻应 变片和接线板，将电阻应变片连接成惠斯通电桥。测试中施加在圆形盖板上的土压力通过 传力轴传递到弹性梁上，引起弹性梁发生微小应变，进而使得粘贴在梁上的应变片电阻发 生变化。弹性梁变形的特点为上表面缩短、下表面伸长，这将导致粘贴在梁上下表面的应变 片电阻发生不同的变化，梁的变形虽然十分微小，但经过惠斯通电桥的放大作用后可由应 变仪精确的检测出来。经过标定后便可以得到土压力与应变仪读数变化的对应关系。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护 范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术 人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求
1.应变梁式土压力传感器，其特征在于包括中空的壳体和封闭壳体的盖板，所述的 壳体的内腔中设有弹性梁和传力轴，所述的壳体的底部设有一圈向上延伸的台阶，所述的 弹性梁架设于所述的台阶上；所述的弹性梁的上、下表面均设有电阻值相同的电阻应变片和与电阻应变片配套的接 线板，所述的电阻应变片之间通过导线连接形成惠斯通电桥，所述的惠斯通电桥通过连接 线与应变仪连接，所述的壳体上设有允许所述的连接线穿出的通孔；所述的弹性梁和盖板之间设置所述的传力轴，所述的传力轴一端与盖板接触、另一端 与弹性梁接触。
2.如权利要求1所述的应变梁式土压力传感器，其特征在于所述的盖板与壳体之间 设有密封圈；所述的壳体内腔填充有防水弹性封闭胶。
3.如权利要求2所述的应变梁式土压力传感器，其特征在于所述的壳体呈圆筒形，所 述的壳体由底板和与底板固接的筒身组成；所述的台阶设置于底板上，所述的台阶为一圈 圆环，所述的台阶与筒身通过螺纹连接。
4.如权利要求1-3之一所述的应变梁式土压力传感器，其特征在于所述的传力轴的 与所述的弹性梁固接。
全文摘要
应变梁式土压力传感器，包括中空的壳体和封闭壳体的盖板，壳体的内腔中设有弹性梁和传力轴，壳体的底部设有一圈向上延伸的台阶，弹性梁架设于台阶上；弹性梁的上、下表面均设有电阻值相同的电阻应变片和与电阻应变片配套的接线板，电阻应变片之间通过导线连接形成惠斯通电桥，惠斯通电桥通过连接线与应变仪连接，壳体上设有允许连接线穿出的通孔；弹性梁和盖板之间设置传力轴，传力轴一端与盖板接触、另一端与弹性梁接触。本发明具有能够适用于各种刚度土体土压力测量并可以排除温度影响的优点。
文档编号G01L1/22GK102135458SQ20101061453
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者吴文兵, 武登辉, 王奎华, 王宁, 罗永健, 马少俊 申请人:浙江大学