專利名稱：隨機測力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電復(fù)合測量方法中所用的測力傳感器，屬于廣義的隨機傳感器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
本申請人于2003年9月27日向中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局提出了一種光電復(fù)合測力方法的專利申請，其申請?zhí)枮?3151225.9，它解決了工程測量中，在設(shè)備上不能安裝在現(xiàn)有實測手段中經(jīng)常使用那些標(biāo)準(zhǔn)傳感器的測力問題，通過應(yīng)變與力分析的一種倒求技術(shù)，即以零件的工作應(yīng)變直接獲得工作載荷的方法，該方法中提出的隨機傳感器是指用所需測力機械本體零件作為傳感器基體，制作其材質(zhì)與所需測力機械本體零件材質(zhì)相同的金屬小薄片，在小薄片上粘貼電阻應(yīng)變片，組成測量電橋，接上輸入輸出信號線，對小薄片標(biāo)定，然后將其粘貼所需測力機械本體零件測點處而構(gòu)成。方法對隨機傳感器的機理，制作方法作了說明，傳感器的關(guān)鍵部分金屬小薄片的結(jié)構(gòu)尚未完善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)完善的金屬小薄片即隨機傳感基片的隨機傳感器，使光電復(fù)合測力方法得以實施。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種隨機測力傳感器，包括所需測力機械本體零件作為傳感器基體及粘貼其上的傳感器基片，其特點是，傳感器基片為一長方形扁平的金屬小薄片，小薄片上下各置有用于標(biāo)定加載孔，二加載孔內(nèi)側(cè)置有可折斷的溝槽，在二可折斷溝槽之間為一測量基區(qū)，上部置有水平照準(zhǔn)儀，中部粘貼有四片應(yīng)變片組成測量電橋，下部置有電橋的輸入、輸出引線端子。
由于有了具體可供實施的隨機測力傳感器，使光電復(fù)合測力方法得以實施，即對即對一些超量級的載荷實測，無需要去加工一個昂貴的壓力傳感器，從而更無需有標(biāo)定的煩腦，只要在現(xiàn)場的受力構(gòu)件上能測取εd，就可以直接獲得工作載荷。這種測量既迅速準(zhǔn)確，又省時省錢。


圖1為隨機測力傳感器結(jié)構(gòu)主視圖；圖2為隨機測力傳感器結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖3為應(yīng)變片貼片與組成的電橋接線方式示意圖；圖4為金屬基片的材料應(yīng)力線性回復(fù)曲線圖；圖5為金屬基片的材料應(yīng)力滯遲回復(fù)曲線圖。
具體實施例方式
本發(fā)明結(jié)合附圖和實施例作進一步說明由圖1、圖2所示，一種隨機測力傳感器，包括所需測力機械本體零件作為傳感器基體及粘貼其上的傳感器基片，其特點是，傳感器基片為一長方形扁平的金屬小薄片1，小薄片上下各置有用于標(biāo)定加載孔2，二加載孔內(nèi)側(cè)置有可折斷的溝槽3，在二可折斷溝槽中心線外側(cè)為標(biāo)定附加基區(qū)，在二可折斷溝槽中心線之間為一測量基片，上部置有水平照準(zhǔn)儀4，中部粘貼有四片應(yīng)變片5組成測量電橋，下部置有電橋的輸入、輸出引線端子6，分別為A、B、C、D。圖3為應(yīng)變片貼片與組成的電橋接線方式示意圖，電橋為惠斯登電橋。
上述的傳感器基片即金屬小薄片1，如圖1所示的2a+1段為一整體，稱之為原始基片，有置有標(biāo)定加載孔2的二個標(biāo)定附助基區(qū)，起傳感器的標(biāo)定加載用。在實際使用時，為了減少粘貼面積，二加載孔內(nèi)側(cè)置有可折斷的溝槽3，起折斷便利作用，兩溝槽3被折斷后，留下的中間部分為測量基片1段。本實施例中a＝20mm，1＝40mm，b＝15mm，t＝1.5mm，R＝2mm。
1、可折斷溝槽的應(yīng)變、強度要求a)溝槽凈面積A＝b×1/3t，其中b為傳感器基片的寬度，t為傳感器基片的厚度。
b)在標(biāo)定時，標(biāo)定的載荷應(yīng)在傳感器的線彈性范疇內(nèi)。
c)對應(yīng)力、應(yīng)變回復(fù)性能好的金屬其他材質(zhì)加工的基片，許可極限范圍可根據(jù)下式(其中σ*s、σ*b所用材料的相應(yīng)值)εb＝εbσ*s/350×106Pb＝A/K×σ*b/450×106如圖4、圖5所示，傳感器基片的材料應(yīng)力、應(yīng)變恢復(fù)性能要求線性度——σ/ε＝常數(shù)，恢復(fù)的重合度——基在無外荷時(應(yīng)力)，曲線按原直線恢復(fù)應(yīng)變到零。對滯遲恢復(fù)性能差的材料，如圖5所示，不可作為傳感器基片的材料。
2、傳感器基片的材質(zhì)要求經(jīng)過大量的試驗和現(xiàn)場測試證明，采用45、50號鋼及合金鋼鋼種作為制作傳感器基片的材料，都可滿足測試和工程精度的要求。
由圖1、圖2所示，所述的水平照準(zhǔn)儀為一個帶氣泡的水注細(xì)管，嵌在二端固定的橡皮固定架7中，安裝時水準(zhǔn)管嚴(yán)格與二端拉伸孔連線垂直。使測量基片工作時，可以保持帖片的準(zhǔn)直度。
權(quán)利要求
1.一種隨機測力傳感器，包括所需測力機械本體零件作為傳感器基體及粘貼在其上的傳感器基片，其特征在于，傳感器基片為一長方形扁平的金屬小薄片(1)，小薄片上下各置有用于標(biāo)定加載孔(2)，二加載孔內(nèi)側(cè)置有可折斷的溝槽(3)，在二可折斷溝槽中心線外側(cè)為標(biāo)定附加基區(qū)，在二可折斷溝槽中心線之間為一測量基片，上部置有水平照準(zhǔn)儀(4)，中部粘貼有四片應(yīng)變片(5)組成測量電橋，下部置有電橋的輸入、輸出引線端子(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機測力傳感器，其特征在于，所述的水平照準(zhǔn)儀(4)為一個帶氣泡的水注細(xì)管，嵌在二端固定的橡皮固定架(7)中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隨機測力傳感器，包括傳感器基體及粘貼其上的傳感器基片，其特點是，傳感器基片為一長方形扁平的金屬小薄片，小薄片上下各置有用于標(biāo)定加載孔，二加載孔內(nèi)側(cè)置有可折斷的溝槽，在二可折斷溝槽之間為一測量基區(qū)，上部置有水平照準(zhǔn)儀，中部粘貼有四片應(yīng)變片組成測量電橋，下部置有電橋的輸入、輸出引線端子。由于有了具體可供實施的隨機測力傳感器，使光電復(fù)合測力方法得以實施，即對即對一些超量級的載荷實測，無需要去加工一個昂貴的壓力傳感器，從而更無需有標(biāo)定的煩腦，只要在現(xiàn)場的受力構(gòu)件上能測取ε
文檔編號G01L1/20GK1614372SQ20041008904
公開日2005年5月11日 申請日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月2日
發(fā)明者瞿志豪, 郁建偉, 張杏耀, 夏蔭培, 胡颯英, 柴紹寬 申請人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院