CN205384108U - 测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器 - Google Patents
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Abstract
测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器，涉及一种测量传感器，所述弹性敏感低碳钢元件（2）的外表面粘贴四片电阻应变片，正面纵向电阻应变片（3）的电阻为R1、正面横向应变片（4）的电阻为R2、反面纵向电阻应变片（10）的电阻为R3、反面横向电阻应变片（11）的电阻为R4四片电阻应变片的通过屏蔽导线进行全桥连接，接入应变仪形成惠斯特电桥；弹性敏感低碳钢元件（2）的正面外表面中心位置、沿中轴线方向粘贴正面纵向电阻应变片（3）；沿垂直中轴线方向粘贴正面横向电阻应变片（4）；本实用新型拉力传感器在钢筋混凝土构件和金属构件轴向受拉时，可以准确测量其轴向拉力的电阻应变式拉力传感器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量用传感器，特别是涉及一种测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器。
背景技术
电测量是将应变信号输入应变仪由应变仪输出应变读数。构件的应变信号必须转变为电信号才能用电测法进行测量。这个转换元件就是电阻应变片。粘贴有电阻应变片的弹性敏感低碳钢元件受到轴向拉力作用时，产生位移和变形，并由此产生应力和应变。电阻应变片将应力与应变转换成电阻的变化，使传感器输出与轴向拉力相对应的电信号，通过电阻应变仪把电信号转换成相应的应变值。确定了应变仪显示的应变值与轴向拉力对应关系，实现了测量。而现有的拉力传感器制作复杂、数据不稳定、响应滞后。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器，在弹性敏感低碳钢元件外表面粘贴四片电阻应变片，在钢筋混凝土构件和金属构件轴向受拉时，可以准确测量其轴向拉力的电阻应变式拉力传感器。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器，所述拉力传感器包括上连接体、弹性敏感低碳钢元件、正面纵向电阻应变片、正面横向电阻应变片、下连接体、第一屏蔽导线、第二屏蔽导线、第三屏蔽导线、第四屏蔽导线、反面纵向电阻应变片、反面横向电阻应变片、第五屏蔽导线、第六屏蔽导线、第七屏蔽导线、第八屏蔽导线、下连接体底面螺栓孔；弹性敏感低碳钢元件的外表面粘贴四片电阻应变片，正面纵向电阻应变片的电阻为R1、正面横向应变片的电阻为R2、反面纵向电阻应变片的电阻为R3、反面横向电阻应变片的电阻为R4四片电阻应变片的通过屏蔽导线进行全桥连接，接入应变仪形成惠斯特电桥；弹性敏感低碳钢元件的正面外表面中心位置、沿中轴线方向粘贴正面纵向电阻应变片；沿垂直中轴线方向粘贴正面横向电阻应变片；正面纵向电阻应变片的两根引出线分别与第一屏蔽导线、第二屏蔽导线的一端焊接连接，第一屏蔽导线、第二屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连；正面横向电阻应变片的两根引出线分别与第三屏蔽导线、第四屏蔽导线的一端焊接连接，第三屏蔽导线、第四屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连。
所述的测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器，所述弹性敏感低碳钢元件的反面外表面中心位置、沿中轴线方向粘贴反面纵向电阻应变片；沿垂直中轴线方向粘贴反面横向电阻应变片；反面纵向电阻应变片的两根引出线分别与第五屏蔽导线、第六屏蔽导线的一端焊接连接，第五屏蔽导线、第六屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连；反面横向电阻应变片的两根引出线分别与第七屏蔽导线、第八屏蔽导线的一端焊接连接，第七屏蔽导线、第八屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连。
所述的测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器，所述弹性敏感低碳钢元件的贴片处和连接处涂抹2mm厚度的环氧树脂胶固定；上连接体与万能试验机的上横梁进行螺纹连接，下连接体的底面螺栓孔与万能试验机的上夹头进行螺纹连接；电阻应变式拉力传感器固定在万能试验机的上横梁和上夹头之间。
所述的测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器，所述第一屏蔽导线、第八屏蔽导线连接在应变仪相应桥路的A接线柱上，第二屏蔽导线、第三屏蔽导线连接在应变仪相应桥路的B接线柱上，第四屏蔽导线、第五屏蔽导线连接在应变仪相应桥路的C接线柱上，第六屏蔽导线、第七屏蔽导线连接在应变仪相应桥路的D接线柱上。
本实用新型的优点与效果是：
1.本实用新型依据电测原理制作的拉力传感器，测量时把此传感器安装在万能试验机的上横梁和上夹头之间实现拉力信号的输出。具有制作简单、数据稳定、响应迅速的优点。
2.本实用新型测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器具有高灵敏度、高测量精度和可靠性以及抗干扰能力强等特性，可应用于钢筋混凝土构件和金属构件等许多领域的轴向受拉测量。
附图说明
图1惠斯特电桥原理图；
图2传感器正面贴片及接线示意图；
图3传感器反面贴片及接线示意图；
图4下连接刚体仰视示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型包括以下部分：正面纵向电阻应变片3、正面横向电阻应变片4、反面纵向电阻应变片10、反面横向电阻应变片11、上连接体1、弹性敏感低碳钢元件2、下连接体5、第一屏蔽导线6、第二屏蔽导线7、第三屏蔽导线8、第四屏蔽导线9、第五屏蔽导线12、第六屏蔽导线13、第七屏蔽导线14、第八屏蔽导线15、下连接体底面螺栓孔16。
该测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器构件（图2、图3）主要由正面纵向电阻应变片3、正面横向电阻应变片4、反面纵向电阻应变片10、反面横向电阻应变片11、上连接体1、弹性敏感低碳钢元件2、下连接体5、第一屏蔽导线6、第二屏蔽导线7、第三屏蔽导线8、第四屏蔽导线9、第五屏蔽导线12、第六屏蔽导线13、第七屏蔽导线14、第八屏蔽导线15组成。在弹性敏感低碳钢元件2的外表面粘贴四片电阻应变片，其中正面纵向电阻应变片3、反面纵向电阻应变片10测量轴向受拉时产生的纵向应变，正面横向电阻应变片4、反面横向电阻应变片11测量轴向受拉时产生的横向应变。正面纵向电阻应变片3的电阻为R1、正面横向应变片4的电阻为R2、反面纵向电阻应变片10的电阻为R3、反面横向电阻应变片11的电阻为R4。四片电阻应变片的通过屏蔽导线进行全桥连接，接入应变仪形成惠斯特电桥（图1）。
如图2所示，在弹性敏感低碳钢元件2的正面外表面中心位置沿中轴线方向粘贴正面纵向电阻应变片3，用来测量元件正面的纵向应变；沿垂直中轴线方向粘贴正面横向电阻应变片4、用来测量元件正面的横向应变。正面纵向电阻应变片3的两根引出线分别与第一屏蔽导线6、第二屏蔽导线7的一端焊接连接，第一屏蔽导线6、第二屏蔽导线7的另一端与应变仪对应桥路相连。正面横向电阻应变片4的两根引出线分别与第三屏蔽导线8、第四屏蔽导线9的一端焊接连接，第三屏蔽导线8、第四屏蔽导线9的另一端与应变仪对应桥路相连。
如图3所示，在弹性敏感低碳钢元件2的反面外表面中心位置沿中轴线方向粘贴反面纵向电阻应变片10，用来测量元件反面的纵向应变；沿垂直中轴线方向粘贴反面横向电阻应变片11、用来测量元件反面的横向应变。反面纵向电阻应变片10的两根引出线分别与第五屏蔽导线12、第六屏蔽导线13的一端焊接连接，第五屏蔽导线12、第六屏蔽导线13的另一端与应变仪对应桥路相连。反面横向电阻应变片11的两根引出线分别与第七屏蔽导线14、第八屏蔽导线15的一端焊接连接，第七屏蔽导线14、第八屏蔽导线15的另一端与应变仪对应桥路相连。
在弹性敏感低碳钢元件2的所有贴片处和连接处涂抹2mm厚度的环氧树脂胶进行固定、绝缘及保护。
采用上连接体与万能试验机的上横梁进行螺纹连接（图2），采用下连接体5的底面螺栓孔16与万能试验机的上夹头进行螺纹连接（图4）。通过这种方式，电阻应变式拉力传感器就被固定在万能试验机的上横梁和上夹头之间。
与应变仪配套使用时第一屏蔽导线6、第八屏蔽导线15连接在应变仪相应桥路的A接线柱上，第二屏蔽导线7、第三屏蔽导线8连接在应变仪相应桥路的B接线柱上，第四屏蔽导线9、第五屏蔽导线12连接在应变仪相应桥路的C接线柱上，第六屏蔽导线13、第七屏蔽导线14连接在应变仪相应桥路的D接线柱上。这样就形成了如图一所示的惠斯特电桥，用来测量所加载的轴向拉力对应的应变值。
使用前，通过上连接体1和下连接体5把传感器安装在万能试验机的上横梁和上夹头之间。将第一屏蔽导线6、第八屏蔽导线15连接在应变仪相应桥路的A接线柱上，第二屏蔽导线7、第三屏蔽导线8连接在应变仪相应桥路的B接线柱上，第四屏蔽导线9、第五屏蔽导线12连接在应变仪相应桥路的C接线柱上，第六屏蔽导线13、第七屏蔽导线14连接在应变仪相应桥路的D接线柱上，形成如图1所示的惠斯特电桥。使用万能试验机加载轴向拉力，同时对传感器输出的电信号用应变仪进行力值的标定。力值的标定范围只能在弹性敏感低碳钢元件的弹性区间内进行。力值标定完成后，传感器才可用于实际测量。
测量使用时，先把传感器安装在万能试验机上，再把导线接入应变仪或动态采集***的相应桥路，万能试验机加载轴向拉力的同时应变仪或动态采集***采集传感器输出的电信号并使之转化成应变值，通过之前的标定值把应变值再转化成对应的力值，完成对轴向拉力的测量。
Claims (4)
1.测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器，其特征在于，所述拉力传感器包括上连接体（1）、弹性敏感低碳钢元件（2）、正面纵向电阻应变片（3）、正面横向电阻应变片（4）、下连接体（5）、第一屏蔽导线（6）、第二屏蔽导线（7）、第三屏蔽导线（8）、第四屏蔽导线（9）、反面纵向电阻应变片（10）、反面横向电阻应变片（11）、第五屏蔽导线（12）、第六屏蔽导线（13）、第七屏蔽导线（14）、第八屏蔽导线（15）、下连接体底面螺栓孔（16）；弹性敏感低碳钢元件（2）的外表面粘贴四片电阻应变片，正面纵向电阻应变片（3）的电阻为R1、正面横向应变片（4）的电阻为R2、反面纵向电阻应变片（10）的电阻为R3、反面横向电阻应变片（11）的电阻为R4四片电阻应变片的通过屏蔽导线进行全桥连接，接入应变仪形成惠斯特电桥；弹性敏感低碳钢元件（2）的正面外表面中心位置、沿中轴线方向粘贴正面纵向电阻应变片（3）；沿垂直中轴线方向粘贴正面横向电阻应变片（4）；正面纵向电阻应变片（3）的两根引出线分别与第一屏蔽导线（6）、第二屏蔽导线（7）的一端焊接连接，第一屏蔽导线（6）、第二屏蔽导线（7）的另一端与应变仪对应桥路相连；正面横向电阻应变片（4）的两根引出线分别与第三屏蔽导线（8）、第四屏蔽导线（9）的一端焊接连接，第三屏蔽导线（8）、第四屏蔽导线（9）的另一端与应变仪对应桥路相连。
2.根据权利要求1所述的测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器，其特征在于，所述弹性敏感低碳钢元件（2）的反面外表面中心位置、沿中轴线方向粘贴反面纵向电阻应变片（10）；沿垂直中轴线方向粘贴反面横向电阻应变片（11）；反面纵向电阻应变片（10）的两根引出线分别与第五屏蔽导线（12）、第六屏蔽导线（13）的一端焊接连接，第五屏蔽导线（12）、第六屏蔽导线（13）的另一端与应变仪对应桥路相连；反面横向电阻应变片（11）的两根引出线分别与第七屏蔽导线（14）、第八屏蔽导线(15)的一端焊接连接，第七屏蔽导线(14)、第八屏蔽导线(15)的另一端与应变仪对应桥路相连。
3.根据权利要求1所述的测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器，其特征在于，所述弹性敏感低碳钢元件（2）的贴片处和连接处涂抹2mm厚度的环氧树脂胶固定；上连接体与万能试验机的上横梁进行螺纹连接，下连接体（5）的底面螺栓孔（16）与万能试验机的上夹头进行螺纹连接；电阻应变式拉力传感器固定在万能试验机的上横梁和上夹头之间。
4.根据权利要求1所述的测量轴向拉力的电阻应变式拉力传感器，其特征在于，所述第一屏蔽导线（6）、第八屏蔽导线（15）连接在应变仪相应桥路的A接线柱上，第二屏蔽导线（7）、第三屏蔽导线（8）连接在应变仪相应桥路的B接线柱上，第四屏蔽导线（9）、第五屏蔽导线（12）连接在应变仪相应桥路的C接线柱上，第六屏蔽导线（13）、第七屏蔽导线（14）连接在应变仪相应桥路的D接线柱上。
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