一种洞体应变仪标定装置的制作方法

本实用新型涉及一种洞体应变仪标定装置，属于地震伸缩仪技术领域。

背景技术：

洞体应变仪是一种精密测量地壳岩体两点间水平距离相对变化的仪器，由伸缩仪基线、传感器和记录器组成。适用于观测地壳应变和固体潮水平分量的连续变化，为研究地震孕育过程的水平应变的变化规律提供数据，也为地球弹性研究提供重要数据。因此，伸缩仪是我国地壳形变台网中一个重要组成部分，目前已有近百套仪器在台网中运行。

目前，现有的洞体应变仪标定装置主要是利用激光干涉仪或楔块式标定器进行标定。利用激光干涉仪进行标定，由于伸缩仪基线的长度一般较长，在布置激光干涉仪时，需要保证光路无遮挡。由于伸缩仪基线通过多个支撑框架进行安装，实际检测时，激光干涉仪安装比较麻烦，支撑框架容易对光路造成遮挡，并且布置起来比较麻烦，操作比较费力。利用楔块式标定器进行标定，利用50:1的斜楔块将纵向位移转换为横向位移,由标定器本身结构可知它存在以下几个问题:1)使用时间长了以后由于油凝固、进灰等原因使得燕尾槽卡死；2)50:1的斜楔块加工精度要求高,机械加工过程中的不确定性使得每一台的标定装置位移常数差异大；3)受山洞环境因素的影响,标定器内容易进灰等原因使得标定装置的重复精度变差,位移常数发生变化等。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种结构简单，布置方便，采用电容位移传感器对伸缩仪的基线进行标定的测试，安装简单,精度高的洞体应变仪标定装置。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为一种洞体应变仪标定装置，包括微位移发生装置和安装在框架上的伸缩仪基线，其特征在于：所述伸缩仪基线的一端安装微位移发生装置，所述微位移发生装置上安装有电涡流式位移传感器，另一端安装基线阶跃响应变化传感器，所述微位移发生装置、电涡流式位移传感器和基线阶跃响应变化传感器分别与测试控制系统相连接；所述微位移发生装置用于向伸缩仪基线施加阶跃位移量；所述基线阶跃响应变化传感器用于检测伸缩仪基线被施加阶跃位移量后阶跃响应变化量；所述测试控制系统用于对微位移发生装置进行控制，并采集电涡流式位移传感器的位置信号及伸缩仪基线的阶跃响应变化量信号。

优选的，所述基线阶跃响应变化传感器主要由底座、壳体和滑块组件构成，所述壳体固定在底座上，所述壳体为筒状结构，且一端安装有通过压盖安装有滑块组件，另一端安装有端盖，所述壳体内还安装有两个固定座，两个所述固定座上设置有安装孔，所述安装孔内安装有传动杆，所述传动杆的一端与滑块组件接触，另一端通过控制弹簧与端盖相接触，所述传动杆的圆周上安装有活动环板，所述活动环板位于两个固定座之间，两个所述固定座之间的表面上及活动环板的两侧面分别设置有有绝缘层，两个所述固定座的绝缘层上分别安装有一个电容位移传感器定极板，所述活动环板的绝缘层上分别安装有一个电容位移传感器动极板，所述电容位移传感器定极板和电容位移传感器动极板分别通过信号处理器与测试控制系统相连接。

优选的，所述滑块组件主要由第一滑块、第二滑块和步进电机构成，所述第一滑块、第二滑块分别安装有安装在壳体内，所述第一滑块上设置有与压盖配合的凸起，所述第二滑块与传动杆接触，所述第一滑块的底部中心还设置有安装槽，所述安装槽内安装有步进电机,所述步进电机的输出轴安装有精密丝杠，所述第二滑块的中心设置控制丝母，所述精密丝杠安装在控制丝母内。

优选的，所述壳体的内壁上还设置有导轨，所述第二滑块滑动安装在导轨上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：本实用新型结构简单，使用方便，采用在伸缩仪基线的两端分别安装微位移发生装置和基线阶跃响应变化传感器，利用微位移发生装置产生阶跃位移量，通过基线阶跃响应变化传感器检测伸缩仪基线阶跃变化量，操作简单，并且微位移发生装置和基线阶跃响应变化传感器采用同轴布置，布置更加方便、简单，不占用空间，受空间约束较小。同时利用电容位移传感器测量精度高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中基线阶跃响应变化传感器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种洞体应变仪标定装置，包括微位移发生装置1和安装在框架上的伸缩仪基线2，伸缩仪基线2的一端安装微位移发生装置1，微位移发生装置1上安装有电涡流式位移传感器，另一端安装基线阶跃响应变化传感器3，微位移发生装置1、电涡流式位移传感器和基线阶跃响应变化传感器3分别与测试控制系统相连接；微位移发生装置1用于向伸缩仪基线施加阶跃位移量；基线阶跃响应变化传感器3用于检测伸缩仪基线被施加阶跃位移量后阶跃响应变化量；测试控制系统用于对微位移发生装置进行控制，并采集电涡流式位移传感器的位置信号及伸缩仪基线的阶跃响应变化量信号。

如图2所示，基线阶跃响应变化传感器3主要由底座4、壳体5和滑块组件构成，壳体5固定在底座4上，壳体5为筒状结构，且一端安装有通过压盖6安装有滑块组件，另一端安装有端盖7，壳体5内还安装有两个固定座8，两个固定座8上设置有安装孔9，安装孔9内安装有传动杆10，传动杆10的一端与滑块组件接触，另一端通过控制弹簧11与端盖7相接触，传动杆10的圆周上安装有活动环板12，活动环板12位于两个固定座8之间，两个固定座8之间的表面上及活动环板12的两侧面分别设置有有绝缘层13，两个固定座8的绝缘层上分别安装有一个电容位移传感器定极板14，活动环板12的绝缘层上分别安装有一个电容位移传感器动极板15，电容位移传感器定极板14和电容位移传感器动极板15分别通过信号处理器与测试控制系统相连接。

在使用时，微位移发生装置向伸缩仪基线2施加一个阶跃位移量。伸缩仪基线2与基线阶跃响应变化传感器3接触，基线阶跃响应变化传感器3接收到伸缩仪基线的阶跃变化，该变化通过滑块组件传递至传动杆10，使传动杆10两侧的电容位移传感器动极板15和电容位移传感器定极板14之间的距离发生变化，进而产生电信号；然后通过信号处理器输送至测试控制系统，通过测试控制系统输出阶跃信号响应数据，形成阶跃信号响应数据曲线。根据阶跃响应的数据，即可计算出仪器的传递函数。

其中，滑块组件主要由第一滑块16、第二滑块17和步进电机18构成，第一滑块16、第二滑块17分别安装有安装在壳体5内，第一滑块16上设置有与压盖6配合的凸起，第二滑块17与传动杆10接触，第一滑块16的底部中心还设置有安装槽19，安装槽19内安装有步进电机18,步进电机18的输出轴安装有精密丝杠21，第二滑块17的中心设置控制丝母22，精密丝杠21安装在控制丝母22内。滑块组件内置步进电机，步进电机通过精密丝杠连接第二滑块，这样能够对电容位移传感器动极板15和电容位移传感器定极板14进行标定。

此外，壳体5的内壁上还设置有导轨20，第二滑块17滑动安装在导轨20上，导轨对第二滑块进行控制，使第二滑块定位更加准确。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包在本实用新型范围内。