專利名稱：電阻應(yīng)變式水平儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水平儀，尤其是一種用于各種機(jī)械及其它設(shè)備的安裝、調(diào)試與監(jiān)視水平位置、垂直位置的水平儀。
背景技術(shù)：
水平儀主要應(yīng)用于檢驗(yàn)各種機(jī)床及其它類型設(shè)備導(dǎo)軌的直線度和設(shè)備安裝的水平位置與垂直位置。目前市場(chǎng)上主要有氣泡水平儀、電子水平儀和激光水平儀等種類。主要應(yīng)用場(chǎng)合是在各種機(jī)床及其它設(shè)備的安裝、調(diào)試、水平位置和垂直位置的檢測(cè)。但無(wú)法適用與高空、遠(yuǎn)距離的水平位置的檢測(cè)與監(jiān)視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種電阻應(yīng)變式水平儀，該水平儀不僅能應(yīng)用于各種機(jī)械及其它設(shè)備的安裝、調(diào)試、水平位置和垂直位置的檢測(cè)場(chǎng)合，以及與檢測(cè)儀器或計(jì)算機(jī)連接方便，更適用與高空、遠(yuǎn)距離的水平位置的檢測(cè)與監(jiān)視。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電阻應(yīng)變式水平儀，包括放有高比重液體的左、右密封箱體、彈性應(yīng)變梁、支撐桿和底座，其特點(diǎn)是底座上面通過(guò)支撐桿分別固定連接兩個(gè)彈性應(yīng)變梁和左、右密封箱體，且左、右密封箱體分別放置在兩個(gè)彈性應(yīng)變梁上，兩個(gè)彈性應(yīng)變梁上分別貼有電阻應(yīng)變片。左、右密封箱體均為上寬下窄的梯形結(jié)構(gòu)，與支撐桿的連接孔為圓弧孔，基中，左密封箱體I的圓弧孔上表面為斜面，右密封箱體的圓弧孔下表面為斜面，左、右密封箱體通過(guò)其上的連接孔斜面疊放在一起，形成一平面與支撐桿連接，兩個(gè)連接孔疊放在一起后的總高度為密封箱體本體高度的1/3 1/2。彈性應(yīng)變梁在支撐桿兩側(cè)各布置一個(gè)，電阻應(yīng)變片粘貼在彈性應(yīng)變梁的近支撐點(diǎn)處。彈性應(yīng)變梁結(jié)構(gòu)為一薄形長(zhǎng)方體梁，在長(zhǎng)方體梁的固定端附近呈工字形結(jié)構(gòu)，工字形結(jié)構(gòu)處粘帖電阻應(yīng)變片。本發(fā)明的有益效果是
I.利用彈性應(yīng)變梁進(jìn)行測(cè)試，簡(jiǎn)單可靠。2.利用兩個(gè)性能完全一致的彈性應(yīng)變梁輸出差值來(lái)進(jìn)行比較測(cè)量方法簡(jiǎn)單可靠，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。3.能應(yīng)用與各種場(chǎng)合，和檢測(cè)儀器(如應(yīng)變遙測(cè)系統(tǒng))或計(jì)算機(jī)連接方便，更適用與高、遠(yuǎn)距離的水平位置的檢測(cè)與監(jiān)視更適用與高空、遠(yuǎn)距離的水平位置的檢測(cè)與監(jiān)視。


圖I是本發(fā)明在水平位置結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明在傾斜位置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是左密封箱體結(jié)構(gòu)主視 圖4是圖3的左視圖； 圖5是圖3的俯視 圖6是右密封箱體結(jié)構(gòu)主視 圖7是圖6的左視 圖8是圖6的俯視 圖9是彈性應(yīng)變梁彈性應(yīng)變梁受力 圖10是彈性應(yīng)變梁結(jié)構(gòu)示意 圖11是支撐桿結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1，2所示，本發(fā)明的電阻應(yīng)變式水平儀，包括放有高比重液體(如水銀等)的左、右密封箱體3，4、彈性應(yīng)變梁5、支撐桿2、底座I、電阻應(yīng)變片、鎖緊螺母6等。底座I上面通過(guò)支撐桿2分別固定連接兩個(gè)彈性應(yīng)變梁5和左、右密封箱體3，4，且左、右密封箱體3，4分別放置在兩個(gè)彈性應(yīng)變梁5上，兩個(gè)彈性應(yīng)變梁5上分別貼有電阻應(yīng)變片。當(dāng)被測(cè)對(duì)象處于水平位置時(shí)，這種新型的電阻應(yīng)變式水平儀的兩側(cè)密封箱體內(nèi)的高比重液體如水銀等處于水平狀態(tài)，此時(shí)在兩側(cè)密封箱體下兩個(gè)性能一致的彈性應(yīng)變梁受力相同，兩者輸出差值為零，即A-B=O見(jiàn)圖I。當(dāng)被測(cè)對(duì)象不處于水平位置向一側(cè)傾斜時(shí)，兩側(cè)密封箱體內(nèi)的液體仍處于水平狀態(tài)，但液體的重心向傾斜后低側(cè)偏移，此時(shí)在兩側(cè)密封箱體下兩個(gè)性能一致的彈性應(yīng)變梁受力產(chǎn)生差異，兩者輸出差值不為零，即A-B古0見(jiàn)圖
2。據(jù)此判斷被測(cè)對(duì)象不處于水平位置，或向A側(cè)傾斜A-B > 0，或向B側(cè)傾斜A-B < O。通過(guò)調(diào)整被測(cè)對(duì)象的位置，使兩個(gè)性能一致的彈性應(yīng)輸出差值為零，A-B=O,即可使被測(cè)對(duì)象處于水平狀態(tài)。如圖3至圖8所示，左、右密封箱體3，4均為上寬下窄的梯形結(jié)構(gòu)，與支撐桿的連接孔為圓弧孔，基中，左密封箱體13的圓弧孔上表面為斜面(圖3)，右密封箱體4的圓弧孔下表面為斜面(圖6)，左、右密封箱體通過(guò)其上的連接孔斜面疊放在一起，形成一平面與支撐桿連接，兩個(gè)連接孔疊放在一起后的總高度為密封箱體本體高度的1/3 1/2，可改善受力條件。密封箱體內(nèi)儲(chǔ)存高比重液體(如水銀等)，利用密封箱體傾斜后，內(nèi)部?jī)?chǔ)存高比重液體(如水銀等)在其空腔占據(jù)的空間位置即重心位置的變化形成檢測(cè)條件。密封箱體為上寬下窄的梯形結(jié)構(gòu)，使液體重量更加 集中的施加在彈性應(yīng)變梁上。材質(zhì)為輕質(zhì)材料。在支撐桿兩側(cè)各布置一個(gè)。其與支撐桿的連接為圓弧孔連接，該孔的圓弧為優(yōu)弧，采用優(yōu)弧可使其連接方便可靠并能降低自重。如圖9所示，彈性應(yīng)變梁5用于感測(cè)由液體重心位置的變化產(chǎn)生的彈性應(yīng)變梁的彎曲應(yīng)力。在支撐桿2兩側(cè)各布置一個(gè)。由材料力學(xué)的基本原理得知，當(dāng)作用力在一懸臂梁作用點(diǎn)的位置發(fā)生變化時(shí)其支撐點(diǎn)的彎曲應(yīng)力隨之變化，且支撐點(diǎn)的彎曲應(yīng)力最大。M=PXL0將電阻應(yīng)變片粘貼在彈性應(yīng)變梁的近支撐點(diǎn)處，利用電阻應(yīng)變片的工作原理測(cè)試彈性應(yīng)變梁的支撐點(diǎn)處的最大應(yīng)力。此時(shí)兩個(gè)彈性應(yīng)變梁各有自己的測(cè)試值A(chǔ)和B。
如圖10所示，彈性應(yīng)變梁結(jié)構(gòu)為一薄形長(zhǎng)方體梁，前端為彈性應(yīng)變梁主梁7，后端為彈性應(yīng)變梁固定端8，在長(zhǎng)方體梁的固定端附近呈工字形結(jié)構(gòu)9，工字形結(jié)構(gòu)9處粘帖電阻應(yīng)變片，利用電阻應(yīng)變片的工作原理測(cè)試彈性應(yīng)變梁的固定端附近處的最大應(yīng)力。如圖11所示，支撐桿2為圓柱形，用于支撐、連接左、右密封箱體3，4、彈性應(yīng)變梁5與底座I。其聯(lián)結(jié)方式為螺紋聯(lián)結(jié)。鎖緊螺母6與支撐桿2螺紋相配，用于固定左、右密封箱體3，4和彈性應(yīng)變梁5。可采用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)牙螺母。底座I為水平儀基準(zhǔn)，和被測(cè)對(duì)象接觸。可采用常規(guī)的水平儀底座
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本發(fā)明的工作原理
將這種新型的電阻應(yīng)變式水平儀安放在被測(cè)對(duì)象的檢測(cè)表面，當(dāng)被測(cè)對(duì)象處于水平位置時(shí)，這種新型的電阻應(yīng)變式水平儀的兩側(cè)密封箱體內(nèi)的高比重液體(如水銀等)處于水平狀態(tài)，此時(shí)在兩側(cè)密封箱體下兩個(gè)性能一致的彈性應(yīng)變梁受力相同，兩者輸出差值為零，即A-B=O見(jiàn)圖I。當(dāng)被測(cè)對(duì)象不處于水平位置向一側(cè)傾斜時(shí)，兩側(cè)密封箱體內(nèi)的高比重液體(如水銀等)仍處于水平狀態(tài)，但液體的重心向傾斜后低側(cè)偏移，此時(shí)在兩側(cè)密封箱體下兩個(gè)性能一致的彈性應(yīng)變梁受力產(chǎn)生差異，兩者輸出差值不為零，即A-B古0見(jiàn)圖2。據(jù)此判斷被測(cè)對(duì)象不處于水平位置，或向A側(cè)傾斜A-B > 0，或向B側(cè)傾斜A-B < O。通過(guò)調(diào)整被測(cè)對(duì)象的位置，使兩個(gè)性能一致的彈性應(yīng)變梁輸出差值為零，A-B=O,即可使被測(cè)對(duì)象處于水平狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種電阻應(yīng)變式水平儀，包括放有高比重液體的左、右密封箱體(3，4)、彈性應(yīng)變梁95)、支撐桿(2)和底座(1)，其特征在于所述底座(I)上面通過(guò)支撐桿(2)分別固定連接兩個(gè)彈性應(yīng)變梁(5)和左、右密封箱體(3，4)，且左、右密封箱體(3，4)分別放置在兩個(gè)彈性應(yīng)變梁(5)上，兩個(gè)彈性應(yīng)變梁(5)上分別貼有電阻應(yīng)變片。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電阻應(yīng)變式水平儀，其特征在于所述左、右密封箱體(3，4)均為上寬下窄的梯形結(jié)構(gòu)，與支撐桿的連接孔為圓弧孔，其中，左密封箱體(3)的圓弧孔上表面為斜面，右密封箱體(4)的圓弧孔下表面為斜面，左、右密封箱體通過(guò)其上的連接孔斜面疊放在一起，形成一平面與支撐桿連接，兩個(gè)連接孔疊放在一起后的總高度為密封箱體本體高度的1/3 1/2。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電阻應(yīng)變式水平儀，其特征在于所述彈性應(yīng)變梁(5)在支撐桿(2)兩側(cè)各布置一個(gè)，電阻應(yīng)變片粘貼在彈性應(yīng)變梁(5)的近支撐點(diǎn)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的電阻應(yīng)變式水平儀，其特征在于所述彈性應(yīng)變梁(5)結(jié)構(gòu)為一薄形長(zhǎng)方體梁，在長(zhǎng)方體梁的固定端附近呈工字形結(jié)構(gòu)(9)，工字形結(jié)構(gòu)(9)處粘帖電阻應(yīng)變片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電阻應(yīng)變式水平儀，包括放有高比重液體(如水銀等)的左、右密封箱體、彈性應(yīng)變梁、支撐桿和底座，底座上面通過(guò)支撐桿分別固定連接兩個(gè)彈性應(yīng)變梁和左、右密封箱體，且左、右密封箱體分別放置在兩個(gè)彈性應(yīng)變梁上，兩個(gè)彈性應(yīng)變梁上分別貼有電阻應(yīng)變片。本發(fā)明利用彈性應(yīng)變梁進(jìn)行測(cè)試，簡(jiǎn)單可靠；利用兩個(gè)性能完全一致的彈性應(yīng)變梁輸出差值來(lái)進(jìn)行比較測(cè)量方法簡(jiǎn)單可靠，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；能應(yīng)用與各種場(chǎng)合，和檢測(cè)儀器(如應(yīng)變遙測(cè)系統(tǒng))或計(jì)算機(jī)連接方便，更適用與高空、遠(yuǎn)距離的水平位置的檢測(cè)與監(jiān)視。
文檔編號(hào)G01C9/18GK102706325SQ20121019513
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者張瓅元, 張鶴, 石鋼 申請(qǐng)人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院