CN102768010B - 一种双向应变传感器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双向应变传感器装置，包括一个长方体、三个弹簧片和三个刚性针脚；所述弹簧片上贴有应变片，且三个弹簧片的上端分别垂直连接在所述长方体三个侧边上，然后三个弹簧片的下端分别连接一个刚性针脚。本发明的双向应变传感器装置只需要一个传感器就能测量双向加载试验中十字形试件两个方向上的应变，克服了现有应变传感器需要两个，而且位置存在冲突而致安装不便的缺点。本传感器精度高，结构简单，易于加工，是一种满足各方面需求的传感器。
Description
技术领域
本发明属于传感器技术领域，涉及一种应变传感器，尤其是一种双向应变传感器装置。
背景技术
双向加载试验是研究材料在复杂应力状态下弹塑性行为的有效方法。对板材，常用的方法是采用十字形试验件在双轴加载试验机上进行双向拉伸试验。该方法的优点是能独立控制两个方向的载荷，通过改变两个方向的载荷比获得材料在双向拉伸应力状态下的任意屈服点，从而能较全面地研究材料在双向应力状态下的屈服行为。国外学者通过建立液压伺服双向拉伸试验机对钢、铝合金、镁合金等板材进行了大量双向拉伸试验，用于研究材料在复杂应力状态下的塑性行为。国内由于双轴加载试验机的缺乏，对材料的双向拉伸试验研究较少，仅对钢板，高分子材料等材料进行了一些试验。
应变传感器是双向加载试验中不可或缺的一种传感器，但普通的应变传感器只能测量一个方向的应变，这样在双向加载试验中就需要两个应变传感器。但试件的双向应变的方向为十字形，这样两个应变传感器的位置就有冲突，传感器放置多有不便。
因此就需要一种能同时测量两个方向的应变传感器，需要三脚或四脚。
因被测试件表面不一定位平面（四脚要求被测量点始终在同一平面上），所以本传感器为三只脚。本发明是一种测量双向应变的传感器装置，解决了上述普通传感器在双向加载试验中存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种双向应变传感器，其通过三个针脚位置的变化测量双向加载试验中物体的双向应变。能够解决现有传感器在双向加载试验中存在的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
这种双向应变传感器装置，包括一个长方体、三个弹簧片和三个刚性针脚；所述弹簧片上贴有应变片，且三个弹簧片的上端分别垂直连接在所述长方体三个侧边上，然后三个弹簧片的下端分别连接一个刚性针脚。
上述三个弹簧片和所述长方体三个侧边通过螺孔和螺栓固定连接。
上述三个弹簧片的下端通过螺孔和螺栓与刚性针脚连接。
上述弹簧片的两端宽度大于中部宽度，在两端分别开设有螺孔。
上述长方体在三个侧面上分别开设有螺孔，且在上端面与下端面之间开设有垂直的通孔。
上述刚性针脚的上端开设有与所述弹簧片下端相配合的安装槽，在安装槽内开设有螺孔。
进一步的，该装置还包括有支架，所述支架为一具有凹槽的条状体，凹槽的一侧边设有镂空口，在凹槽的底部固定设置有支架弹簧片。
本发明的双向应变传感器装置只需要一个传感器就能测量双向加载试验中十字形试件两个方向上的应变，克服了现有应变传感器需要两个，而且位置存在冲突而致安装不便的缺点。本传感器精度高，结构简单，易于加工，是一种满足各方面需求的传感器。
附图说明
图1-3为本发明双向应变传感器的结构示意图。
图4-5为本发明双向应变传感器中长方体5的结构示意图。
图6-7为本发明双向应变传感器中弹簧片4的结构示意图。
图8-9为本发明双向应变传感器中刚性针脚的结构示意图。
图10为双向加载试验中十字形试件的样图。
图11-12为本发明的工作原理示意图。
图13-14为本发明支架7的示意图。
图15-16为本发明的整体工作示意图。
图1至图12中：1、2和3为刚性针脚；4为弹簧片；5为长方体；6为十字形试件；7为传感器支架；8为支架弹簧片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1-9，本发明的双向应变传感器装置，包括一个长方体5、三个弹簧片4和三个刚性针脚1、2、3。其中弹簧片4上贴有应变片，且三个弹簧片4的上端分别垂直连接在所述长方体5三个侧边上，然后三个弹簧片4的下端分别连接一个刚性针脚。如图6-7，弹簧片4的两端宽度大于中部宽度，在两端分别开设有螺孔。如图4-5，长方体5在三个侧面上分别开设有螺孔，且在上端面与下端面之间开设有垂直的通孔。三个弹簧片4和所述长方体5三个侧边通过螺孔和螺栓固定连接。如图8-9刚性针脚的上端开设有与所述弹簧片4下端相配合的安装槽，在安装槽内开设有螺孔。三个弹簧片4的下端通过螺孔和螺栓与刚性针脚连接。
本发明通过刚性针脚1与刚性针脚3的距离变化能够测得物体一个方向上的应变。通过刚性针脚1和刚性针脚3之间的连线与刚性针脚2之间的距离的变化能够测的物体另一个方向上的应变。
参见图13和图14，本发明的双向应变传感器装置还包括有支架7，支架7为一具有凹槽的条状体，凹槽的一侧边设有镂空口，在凹槽的底部固定设置有支架弹簧片8。
以下给出本发明的一种具体的实施例：
如图15和图16所示，在双向加载试验中，传感器装在支架7上，使长方体5嵌入支架7的凹槽中，支架7上的弹簧片8顶住长方体5上端面，使三个刚性针脚和十字形试件6（如图10-12）的表面相接触。双向加载试验机沿两个相互垂直的方向给十字形试件6施加载荷，十字形试件6受力发生应变，带动与其接触的三个刚性针脚使其位置改变，与刚性针脚相连的三个弹簧片4受力弯曲，弹簧片4上的应变片能够测出弹簧片4的弯曲程度，根据弹簧片4弯曲程度测出刚性针脚的位置改变量。其中，通过刚性针脚1与刚性针脚3的距离变化能够测得物体一个方向上的应变；通过刚性针脚1和刚性针脚3之间的连线与刚性针脚2之间的距离的变化能够测的物体另一个方向上的应变。
Claims (3)
1.一种双向应变传感器装置，其特征在于，包括一个长方体(5)、三个弹簧片(4)和三个刚性针脚(1、2、3)；所述弹簧片(4)上贴有应变片，且三个弹簧片(4)的上端分别垂直连接在所述长方体(5)三个侧边上，然后三个弹簧片(4)的下端分别连接一个刚性针脚(1、2、3)；所述三个弹簧片(4)和所述长方体(5)三个侧边通过螺孔和螺栓固定连接；所述三个弹簧片(4)的下端通过螺孔和螺栓与刚性针脚连接；所述弹簧片(4)的两端宽度大于中部宽度，在两端分别开设有螺孔；所述长方体(5)在三个侧面上分别开设有螺孔，且在上端面与下端面之间开设有垂直的通孔；通过刚性针脚(1)与刚性针脚(3)的距离变化能够测得物体一个方向上的应变，通过刚性针脚(1)和刚性针脚(3)之间的连线与刚性针脚(2)之间的距离的变化能够测的物体另一个方向上的应变。
2.根据权利要求1所述的双向应变传感器装置，其特征在于，所述刚性针脚的上端开设有与所述弹簧片(4)下端相配合的安装槽，在安装槽内开设有螺孔。
3.根据权利要求1所述的双向应变传感器装置，其特征在于，还包括有支架(7)，所述支架(7)为一具有凹槽的条状体，凹槽的一侧边设有镂空口，在凹槽的底部固定设置有支架弹簧片(8)。
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