一种应变式引伸计用校准装置及校准方法与流程

1.本发明涉及一种计量校准领域，尤其涉及一种应变式引伸计用校准装置及校准方法。


背景技术：

2.引伸计也称电子对中测量装置，其作用是为了测量实际测试加载链的角度和轴线与试验系统载荷链轴线的偏离，可以应用于静态材料试验机和动态试验机。
3.比如说对于拉伸试验机而言，拉伸试验机包括试验机机架，试验机机架上设置有上夹持结构和下夹持结构，使用时，将待拉伸的试件两端分别与上夹持结构和下夹持结构相连，然后上夹持结构在相应驱动作用下上行，从而对试件施加轴向上的拉力，为了实现对试件抗拉强度的准确测量，需要保证上夹持结构的上移方向与试件自身长度方向是完全完全一致的，也就是说需要保证上夹持结构、下夹持结构是同轴线设置的，而上夹持结构、下夹持结构是否同轴，就需要使用引伸计来进行测量。
4.现有的应变式引伸计1如图1所示，包括棒状结构的主体3，其中主体的中间位置为空心结构，在主体的内腔壁上贴设有多组沿主体长度方向间隔布置的应变片组2，每个应变片组均包括四个沿周向间隔设置的应变片，其中相对布置的两个应变片为一对，也就是说在主体内腔的某个高度位置，贴有两对应变片，其中一对应变片中的两个应变片前后布置，另外一对应变片中的两个应变片左右布置，在本专利文件中，定义其中一对应变片为第一对应变片4，另外一对应变片为第二对应变片5。
5.在需要测量拉伸试验机的上、下夹持结构是否同轴时，上夹持结构夹持引伸计的上端，下夹持结构夹持引伸计的下端，如果上夹持结构、下夹持结构同轴，那么引伸计的主体应该是竖直的，对应一对应变片的变形读数应该相同；如果上夹持结构、下夹持结构不同轴，引伸计会发生变形，以引伸计自下至上朝左弯斜为例，则对应一对应变片中，位置靠左的应变片和位置靠右的应变片的读数就会不同，通过对应的读数差值，可以知道上夹持结构、下夹持结构的偏斜情况。
6.现有技术存在的问题在于：应变式引伸计作为一种测量设备，从使用上来看，需要在一定时间段内对其进行校准溯源，才能保证其使用精度，然而目前缺少对这种将应变片贴设于内腔壁上的应变式引伸计进行校准的设备。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种能够实现对应变式引伸计进行校准的校准装置；本发明的目的还在于提供一种使用该校准装置的校准方法。
8.为解决上述技术问题，本发明中应变式引伸计用校准装置的技术方案如下：一种应变式引伸计校准用校准装置，包括装置支架，装置支架上设置有用于夹持应变式引伸计下端的下夹持结构和用于夹持应变式引伸计上端的上夹持结构，装置支架还包括动作输出端可以左右移动调整和前后移动调整的十字滑台，上夹持结构或下夹持结构
固定于十字滑台的动作输出端上，上夹持结构、下夹持结构均包括一对能够沿应变式引伸计径向相对移动和相背移动的夹持块，上夹持结构、下夹持结构还包括驱动对应一对夹持块同步相对移动和同步相背移动的夹持块驱动机构。
9.进一步的，一对夹持块的相对侧具有用于夹持应变式引伸计的v形夹持面。
10.进一步的，夹持块驱动机构包括水平设置的夹持块驱动丝杠，夹持块驱动丝杠与对应一对夹持块螺纹连接，夹持块驱动机构还包括与夹持块驱动丝杠传动连接的丝杠驱动电机。
11.进一步的，装置支架包括装置底座和位于装置底座上侧的装置横梁，上夹持结构固定于装置横梁下端十字滑台固定于装置底座上端，下夹持结构设置于十字滑台上端。
12.进一步的，装置底座上固定有装置立柱，装置横梁沿上下方向导向移动装配于装置立柱上，装置立柱的顶部固定有顶部横梁，顶部横梁上设置有驱动装置横梁上下移动的横梁驱动机构。
13.进一步的，横梁驱动机构包括竖向布置的驱动缸，驱动缸的活塞杆与装置横梁相连。
14.本发明中校准方法的技术方案为：一种校准方法，该方法包括以下步骤，在对应变式引伸计进行校准时，第一步，将标准应变式引伸计的上端夹持固定于上夹持结构上，将标准应变式引伸计的下端夹持固定于下夹持结构上，通过对应十字滑台调整下夹持结构的水平位置，使得标准应变式引伸计的各位置的第一对应变片和第二对应变片中的各应变片的读数相同；第二步，松开上夹持结构和下夹持结构，将待校准应变式引伸计的上下两端分别夹持于上夹持结构和下夹持结构上，对待校准应变式引伸计进行一次校准。
15.进一步的，第三步，将标准应变式引伸计的上端夹持固定于上夹持结构上，将标准应变式引伸计的下端夹持固定于下夹持结构上，通过对应十字滑台调整下夹持结构的水平位置，使得标准应变式引伸计的各位置的第一对应变片的两个应变片读数相同，第二对应变片的两个应变片读数不同，并记录应变片读数；或者，各位置的第一对应变片的两个应变片读数不同，第二对应变片的两个应变片读数相同，并记录应变片读数；或者，各位置的第一对应变片的两个应变片读数不同，第二对应变片的两个应变片读数也不同，并记录应变片读数；第四步，松开上夹持结构和下夹持结构，将待校准应变式引伸计的上下两端分别夹持于上夹持结构和下夹持结构上，对待校准应变式引伸计进行二次校准。
16.本发明的有益效果为：本发明的关键点有两个，一个是十字滑台的使用，一个是上下夹持结构的夹持块的同步相对和相背动作，在对待校准应变式引伸计进行校准时，首先使用一个标准应变式引伸计，标准应变式引伸计是计量单位中存放的不需要进行校准的应变式引伸计，上夹持结构夹持住标准应变式引伸计的上端，通过十字滑台调整下夹持结构的水平位置，由于使用了标准应变式引伸计，因此当标准应变式引伸计的各位置的第一对应变片和第二对应变片中的各应变片的读数相同，说明上夹持结构与下夹持结构处于同轴线状态，以此定位下夹持结构相对上夹持结构的位置，此时松开上夹持结构和下夹持结构，将待校准应变式引伸计的上下两端夹持固定于上夹持结构和下夹持结构上，由于上夹持结构、下夹持结构的对应一对夹持块是同步相对移动和相背移动的，因此上夹持结构、下夹持结构重新对校准应变式引伸计两端夹持固定后，上夹持结构、下夹持结构仍为同轴线状态，
此时待校准应变式引伸计的对应位置的第一对应变片、第二对应变片的读数也应该跟标准应变式引伸计的对应位置的第一对应变片、第二对应变片的读数相同，因此可以通过标准应变式引伸计的读数比较来对待校准应变式引伸计的读数对比来对待校准应变式引伸计进行校准。
附图说明
17.通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应地标号表示相同或对应地部分，其中：图1是本发明背景技术中应变式引伸计的结构示意图；图2是本发明的一个实施例的使用状态图；图3是图2中待校准应变式引伸计与上夹持结构的配合示意图；附图标记说明：1、应变式引伸计；2、应变片组；3、主体；4、第一对应变片；5、第二对应变片；6、驱动缸；7、活塞杆；8、顶部横梁；9、装置横梁；10、立柱；11、上夹持结构；12、下夹持结构；13、夹持块驱动丝杠；14、丝杠驱动电机；15、夹持块；16、十字滑台；17、纵向移动块；18、横向移动块；19、装置底座；20、v形夹持面。
具体实施方式
18.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
19.需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。
20.本发明中一种应变式引伸计用校准装置的实施例如图1~3所示：包括装置支架，装置支架包括装置底座19，装置底座19上固定有四个装置立柱10，四个装置立柱10的顶部固定有顶部横梁8，装置立柱上于装置底座与顶部横梁之间沿上下方向导向装配有装置横梁9，顶部横梁上设置有驱动装置横梁上下移动的横梁驱动机构，本实施例中，横梁驱动机构包括竖向布置的驱动缸6，驱动缸6的活塞杆7与装置横梁固定相连。
21.装置横梁的下端设置有用于夹持应变式引伸计上端的上夹持结构11，装置底座上端设置有十字滑台16，十字滑台包括可以左右移动调整和前后移动调整的动作输出端，动作输出端上设置有用于夹持应变式引伸计下端的下夹持结构12。
22.如图2所示：项18表示十字滑台的横向移动块，项17表示十字滑台的纵向移动块，横向移动块在相应横向驱动机构驱动下可以左右移动，纵向移动块装配于横向移动块上，纵向移动块在相应纵向驱动机构驱动下可以前后移动，横向驱动机构、纵向驱动机构均包括电机和与电机相连的丝杆，丝杆与对应的移动块螺纹连接，丝杆与对应移动块之间构成丝杠丝母机构。十字滑台属于现有技术，在此对其不再详述。
23.纵向移动块构成十字滑台的动作输出端，下夹持结构12设置于纵向移动块上。
24.上夹持结构、下夹持结构均包括一对能够沿应变式引伸计径向相对移动和相背移动的夹持块15，在本实施例中，一对夹持块中的两个夹持块可以在左右方向上相对移动和相背移动，上夹持结构、下夹持结构还包括驱动对应一对夹持块同步相对移动和同步相背移动的夹持块驱动机构。
25.具体的，夹持块驱动机构包括水平设置的夹持块驱动丝杠13，夹持块驱动丝杠与对应一对夹持块螺纹连接，对应一对夹持块的两个夹持块上的螺纹旋向相反，夹持块驱动结构还包括与夹持块驱动丝杠传动连接的丝杠驱动电机14，夹持块驱动丝杠和对应的夹持块也构成了丝杠丝母机构，当夹持块驱动丝杠正转时，两个夹持块可以同步相对移动，当夹持块驱动丝杠反转时，两个夹持块可以同步相背移动。
26.一对夹持块的相对侧具有用于夹持应变式引伸计的v形夹持面20。
27.校准装置还包括标准应变式引伸计，标准应变式引伸计是计量单位存放的不需要进行校准的应变式引伸计。应变式引伸计是指内部贴有应变片的引伸计。
28.在对待校准应变式引伸计进行校准时，先将标准应变式引伸计的上下两端夹持固定于上夹持结构和下夹持结构上，通过十字滑台调整下夹持结构的水平位置，当下夹持结构与下夹持结构同轴线时，标准应变式引伸计上对应位置的第一对应变片和第二对应变片的读数应该是相同的，也就是说当对应一个应变片组的第一对应变片和第二对应变片读数相同时，就说明上夹持结构与下夹持结构同轴线设置了，然后松开对标准应变式引伸计的夹持。
29.具体的松开过程可以是：上夹持结构、下夹持结构的一对夹持块只需相背移动5mm，略微松开对标准应变式引伸计的夹持，然后装置横梁上行，就可以将标准应变式引伸计取出，再将待校准应变式引伸计的下端置于下夹持结构的两个夹持块之间，然后装置横梁下行，上、下夹持结构对待校准应变式引伸计的上下两端夹持，上、下夹持结构的两个夹持块相对移动很小就可以完成对待校准应变式引伸计的夹持，这样设置的效果有两个：一个是夹持块的移动距离很短，有助于提高校准效率；更为重要的是，可以最大程度的减小由于夹持块驱动丝杠与夹持块之间的配合间隙误差而导致对校准的影响，因为夹持块驱动丝杠与夹持块之间螺纹配合是有配合间隙的，从理想状态下，同步相背移动和同步相对移动调整后，两个夹持块的夹持中心即轴线位置应该是不变的，但是由于配合间隙的存在，两个夹持块相对移动距离较长后，其重新移动到原来位置会出现一定的偏差，比如说两个夹持块相背移动10cm后，再相对移动10cm回到的位置，这个位置与最初的位置会有一定的误差，这个误差是由于夹持块驱动丝杠转动圈数较多而产生的累积误差，而两个夹持块相背移动5mm（夹持块驱动丝杠旋转一圈或不到一圈），再相对移动5mm就可以准确的回到原来的位置。
30.在本发明的其它实施例中，在对校准精度没有那么高的要求时，装置横梁也可以是固定的，此时需要松开对应变式引伸计的夹持式，夹持结构的两个夹持块相背移动到应变式引伸计可以径向挪开即可。
31.一种应变式引伸计的校准方法的实施例如图1~3所示：该方法包括以下步骤，在对应变式引伸计进行校准时，第一步，将标准应变式引伸计的上端夹持固定于校准装置的上夹持结构上，将标准应变式引伸计的下端夹持固定于下夹持结构上，通过对应十字滑台调
整下夹持结构的水平位置，使得标准应变式引伸计的各位置的第一对应变片和第二对应变片中的各应变片的读数相同；第二步，松开上夹持结构和下夹持结构，将待校准应变式引伸计的上下两端分别夹持于上夹持结构和下夹持结构上，对待校准应变式引伸计进行一次校准。
32.校准装置的具体结构与上述各应变式引伸计用校准装置实施例中所述的应变式引伸计用校准装置相同，在此不再详述。对标准应变式引伸计和待校准应变式引伸计的松开和夹持，也采用上述方式，即上夹持结构、下夹持结构的一对夹持块只需相背移动5mm，略微松开对标准应变式引伸计的夹持，然后装置横梁上行，就可以将标准应变式引伸计取出，再将待校准应变式引伸计的下端置于下夹持结构的两个夹持块之间，然后装置横梁下行，上、下夹持结构对待校准应变式引伸计的上下两端夹持。
33.第三步，将标准应变式引伸计的上端夹持固定于上夹持结构上，将标准应变式引伸计的下端夹持固定于下夹持结构上，通过对应十字滑台调整下夹持结构的水平位置，使得标准应变式引伸计的各位置的第一对应变片的两个应变片读数相同，第二对应变片的两个应变片读数不同，并记录应变片读数；或者，各位置的第一对应变片的两个应变片读数不同，第二对应变片的两个应变片读数相同，并记录应变片读数；或者，各位置的第一对应变片的两个应变片读数不同，第二对应变片的两个应变片读数也不同，并记录应变片读数；第四步，松开上夹持结构和下夹持结构，将待校准应变式引伸计的上下两端分别夹持于上夹持结构和下夹持结构上，对待校准应变式引伸计进行二次校准。
34.通过第三步、第四步的操作，可以实现对待校准应变式引伸计的各应变片进行多方向、全角度的校准。具体的，通过十字滑台可以调整标准应变式引伸计下端的弯斜方向和幅度，从而对各应变片组的第一对应变片和第二对应变片进行分别校准。
35.在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”、“中心”、“纵向”、“横向”、“顺时针”或“逆时针”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本发明的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本发明方案的限制。
37.另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
38.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。