CN2033892U - 云纹应变片 - Google Patents
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Abstract
一种测量物体应变量用的应变片，其特征是将两片关于轴对称的光栅片同心叠合而成。此种应变片测量时不受温度、湿度的影响，测量误差小，使用极为方便。
Description
一种测量物体应变量用的应变片。
随着实验科学和技术的发展，测量各种物体应变量用的传感元件——测量应变片得到了广泛地应用。依据不同的原理可制出各种各样的应变片，如依据电阻变化能够制成电阻应变片，利用半导体材料的压阻效应能够制成半导体应变片，以及应用光学原理能够制成光弹性应变计等，而电阻应变片使用的最为广泛。各类应变片都能满足一定的测量要求，但又都存在着一定的缺欠，例如，电阻应变片受温度的影响较大，温度的改变将造成一定的测量误差，半导体应变片受温度、湿度的影响更大。光弹性应变计不受温度的影响，但其厚度至少要3毫米，作为粘贴原件，难以评价它的加强效应。同时由于工艺的限制，至今未能在工厂中投入大批量生产。
本发明创造的目的是要设计出一种新的应变片。此种应变片在保持测量方便的前提下，应该尽量提高其测量精度，免受环境温度、湿度的影响，以便降低测量误差。实际设计出的应变片基本满足了这一目的。
本实用新型是一种测量物体应变量用的应变片，其特征是将两片关于轴对称的光栅片同心叠合而成。由此得到的即为云纹应变片。
如众所周知，光栅片上存在着栅线。前面所说的关于轴对称的光栅片指的是：光栅片上栅线的最外轮廓线是圆的，而沿外轮廓线的任意一条直径折叠分割，所得到的两个半圆光栅片上的栅线都是对称的。
附图1和附图2是本实用新型所用光栅片的两个实施例。其中附图1是等节距圆环光栅片，附图2是等角度辐射光栅片。图中标号1是光栅片、2是栅线的最外轮廓线、3是栅线、4是中心圆斑。
制作本实用新型所用的光栅片所采用的原料及工艺跟目前市场出售的普通实验用直线光栅片或正交光栅片完全相同，而在栅线的刻划上，要求对称于轴，且外轮廓线为圆形。例如，等节距圆环光栅片的栅线如图1所示，其画法是，以一点为圆心，以1毫米为半径划一圆并涂黑形成中心圆斑；以中心圆斑的圆心为圆心，以不等长但等差的不同长度为半径划若干同心圆，即任意相邻两同心圆的半径之差为一常数；最终仍以中心圆斑的圆心为圆心划出外轮廓圆即为所得。等角度辐射光栅片的栅线如图2所示，其画法是，以一点为圆心，分别以1毫米和一定长为半径划圆；将半径为1毫米的中心圆涂黑形成中心圆斑，对半径为一定长的外轮廓圆进行12或24等分，联接圆心与各等分点即为所得。
本实用新型实现的云纹应变片是依据光栅原理制成的。如前所述，云纹应变片由两片关于轴对称的光栅片组成，使用时需将其中的一片粘贴在被测物体试件的表面上，以便当试件受到外应力时能够同步变形，称此光栅片为“试件栅”。而与试件栅同心叠合的另一光栅片称之为“参考栅”。所谓的同心叠合是指两光栅片或者同轴固定叠合或者是人为叠合。现以由两个完全相同的等节距圆环光栅片构成的云纹应变片为例说明其测试原理。当试件栅粘贴到试件表面且试件未发生变形之前，由于试件栅和参考栅的栅线完全重合，光栅全场是一片均匀的灰色光亮。试件栅随试件变形后，栅线间距有了缩短或拉长，则试件栅栅线同分析栅的栅线有时重合，有时不重合，重合的地方发黑，不重合的地方发灰，没有栅线的地方发亮。形成了交错的黑条纹和亮条纹，即所谓“云纹”。设试件栅和分析栅的栅线标准间距为P。在一定长度内，两光栅片的栅线每完全重合一次，试件栅就发生了P长度的位移，即试件发生了P长度的变化。令N为栅线完全重合的级数（每重合一次即为一级），P为标准节距，若在某一方向上一定长度内试件的位移是ux，则有：
ux＝NP
可见，由于设计的节距P是一已知值，只要读出光栅片上云纹的级数，就可以方便地求出该点沿该方向的位移量。并可依据此位移量求得该点的线应变量。同理若云纹应变片由等角度辐射光栅片构成，则根据一定转角φ范围内出现干涉条纹的条数，即可测量出试件上某一点的角位移即角应变量。
云纹应变片的特点是：
1.对电磁场、潮湿及温度的影响不如电阻应变片敏感，测量误差小，效果稳定。
2.不需任何测量仪器，一片“分析栅”、一片“试件栅”和一台用于摄影记录的照相机即可，操作简单，使用方便。
3.主应力方向可以从条纹图上直观判读，应变片范围内的各点应变值亦可在条纹图中明显看出，并可用投影仪计算出各点的应变值，因而测量的不是平均值。根据需要，也可只将应变片的周边与物体粘贴在一起，此时测量的将是平均应变值。
本实用新型在实验室已制出样品，其中，由等节距圆环光栅片构成的云纹应变片的外轮廓圆直径为50毫米，标准节距为 1/20 毫米，由等角度辐射光栅片构成的云纹应变片的外轮廓，圆直径为50毫米，外轮廓圆的圆周被24等份。
Claims (2)
1、一种测量物体应变量用的应变片，其特征是将两片关于轴对称的光栅片同心叠合而成。
2、根据权利要求1所说的应变片，其特征在于使用的关于轴对称的光栅片是等节距圆环光栅片或等角度辐射光栅片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 88216815 CN2033892U (zh) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 云纹应变片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 88216815 CN2033892U (zh) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 云纹应变片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2033892U true CN2033892U (zh) | 1989-03-08 |
Family
ID=4849404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 88216815 Withdrawn CN2033892U (zh) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 云纹应变片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2033892U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106104200A (zh) * | 2014-03-20 | 2016-11-09 | 3M创新有限公司 | 片材和结构变形评估制品 |
-
1988
- 1988-08-26 CN CN 88216815 patent/CN2033892U/zh not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106104200A (zh) * | 2014-03-20 | 2016-11-09 | 3M创新有限公司 | 片材和结构变形评估制品 |
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