CN103512801B - 一种拉伸测力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种拉伸测力传感器，主要用于材料拉伸力学性能的测试，包括测力部、一端与测力部相连的用于安装测试试件的安装部、粘贴在测力部的表面上的应变片，测力部与安装部为一体式结构，测力部在厚度方向的中心线与安装部在厚度方向的中心线同直线，安装部开设有用于放置试件的凹槽，凹槽与应变片同侧，在安装部的另一端且位于测力部长度方向的延长线上开设有缺口，缺口与凹槽连通，缺口的宽度小于凹槽的宽度，试件通过所述缺口伸出安装部，拉伸测力传感器还包括设置在凹槽上方的盖板，盖板通过多个紧固件与安装部的紧贴且固定连接。本发明的拉伸测力传感器体积小、结构简单、成本低、测试效果好。
Description
技术领域
本发明属于材料拉伸力学性能测试领域，应用于材料拉伸力学性能测试行业，具体涉及一种拉伸测力传感器。
背景技术
在金属、复合材料、塑料等的拉伸试验中，力的准确测量是一个关键问题。现有力的测量主要是通过在测量试件上粘贴应变片或者在试件夹具上连接力传感器，通过拉伸试验测得力响应信号。前者在对每个试件测量时都需要粘贴应变片，工作量大，工作效率低，且对不同试件的测试不是同一应变片，测量条件一致性差，同时测试通常使用的是棱台形或矩形钳口夹具，并通过拧紧连接螺杆来夹持试样，拧得过紧会造成试件在钳口出损伤，拧得过松又会造成试样在夹具内打滑，很难控制夹紧力，给测试结果带来一定的误差；后者在试件夹具上连接传感器，传感器结构复杂，质量大，成本高，且动态拉伸试验中冲击激励效应（即ringeffect）现象较严重，从而测得力响应结果不佳。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、测试效果好的拉伸测力传感器。
为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种拉伸测力传感器，包括测力部、一端与所述测力部相连的用于安装测试试件的安装部、粘贴在所述测力部的表面上的应变片，所述测力部与所述安装部为一体式结构，所述测力部在厚度方向的中心线与所述安装部在厚度方向的中心线同直线，所述安装部上开设有用于放置所述试件的凹槽，所述凹槽与所述应变片同侧，在所述安装部的另一端且位于所述测力部长度方向的延长线上开设有缺口，所述缺口与所述凹槽连通，所述缺口的宽度小于所述凹槽的宽度，所述试件的部分通过所述缺口伸出所述安装部，所述拉伸测力传感器还包括设置在所述凹槽上方的盖板，所述盖板紧贴所述安装部的表面且通过多个紧固件与所述安装部固定连接。
所述拉伸测力传感器还包括设置在所述盖板和所述试件之间用于消除所述试件与所述盖板之间的间隙的第一垫片、设置在所述凹槽底部用于调整所述试件在所述凹槽高度方向位置使得所述试件厚度方向的中心面与所述测力部厚度方向的中心面同面的第二垫片。
所述测力部的宽度小于等于所述安装部的宽度，所述测力部的厚度小于等于所述安装部的厚度。
所述应变片为电阻应变片，所述电阻应变片位于所述测力部表面的长度方向的中心线上。
所述紧固件为螺栓。
由于上述技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明的拉伸测力传感器的试件放置于凹槽内，试件夹持方便且同一结构试件只需一种测力传感器，而不需每个试件测量时都需粘贴应变片，大大减轻了工作量，提高了工作效率。同时对于不同试件的测试条件一致较好。
本发明的拉伸测力传感器的体积小，质量轻，成本低，能够有效消除“ringeffect”现象，测试效果较好。
附图说明
图1为本发明的拉伸测力传感器的立体图；
图2为本发明的拉伸测力传感器的主视图；
图3为图2中A-A向剖视图；
图中：1、测力部；2、安装部；3、应变片；4、缺口；5、盖板；6、第一垫片；7、第二垫片；8、紧固件。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。
如附图1~3所示，一种拉伸测力传感器包括测力部1、一端与测力部1相连的用于安装测试试件的安装部2、粘贴在测力部1的表面上的应变片3，测力部1与安装部2为一体式结构，测力部1在厚度方向的中心线与安装部2在厚度方向的中心线同直线，安装部2上开设有用于放置试件的凹槽，凹槽与应变片3同侧，在安装部2的另一端且位于测力部1长度方向的延长线上开设有缺口4，缺口4与凹槽连通，缺口4的宽度小于凹槽的宽度，试件的部分通过缺口4伸出安装部2。在凹槽上方设有盖板5，盖板5紧贴安装部2的表面且通过多个紧固件8与安装部2固定连接。本例中，紧固件8采用螺栓，如附图1~2所示，螺栓对称设置在凹槽两侧将盖板5与安装部2锁紧，锁紧后的盖板5能够消除试件拉伸方向以外的自由度。实际应用时，凹槽的形状和大小可根据具体试件进行开设，盖板5的大小和形状可根据需要进行选择。
如附图3所示，本发明的拉伸测力传感器还包括设置在盖板5和试件之间用于消除试件与盖板5之间的间隙的第一垫片6、设置在凹槽底部用于调整试件在凹槽高度方向位置使得试件厚度方向的中心面与测力部1厚度方向的中心面同面的第二垫片7，其中，第一垫片6可根据试件的具体厚度来选择不同厚度的垫片；第二垫片7的可根据具体试件厚度来选择不同厚度的垫片，但若是试件放入凹槽后试件在厚度方向的中心面与测力部在厚度方向的中心面同面，则不需要用第二垫片。
本例中，测力部1的宽度小于等于安装部2的宽度，测力部1的厚度小于等于安装部2的厚度，优选地，测力部1的宽度设置成小于安装部2的宽度，测力部1的厚度设置成小于安装部2的厚度。
本例中，应变片3为电阻应变片，电阻应变片粘贴在测力部1表面的长度方向的中心线上，用于测量测力部1的变形量。
本发明使用时，根据试件的具体厚度，选择第一垫片6、第二垫片7，然后将第二垫片7、试件、第一垫片6依次放入凹槽内使得试件厚度方向的中心面与测力部1厚度方向的中心面同面，试验的部分从缺口4处伸出安装部2，然后将盖板5锁紧。测量时，固定测力部1的末端，拉伸试件在安装部2外的一端，电阻应变片检测到测力部1的变形量后通过输出线传送到控制系统进行处理。
另一方面，拉伸测力传感器的量程可根据公式F=σ×A计算得到，其中F为量程、σ为屈服强度、A为粘贴应变片处截面积，故拉伸测力传感器的量程可通过改变测力部1的断面尺寸及选取不同的材料改变σ来实现不同的量程。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种拉伸测力传感器，包括测力部、一端与所述测力部相连的用于安装测试试件的安装部、粘贴在所述测力部的表面上的应变片，所述测力部与所述安装部为一体式结构，其特征在于，所述测力部在厚度方向的中心线与所述安装部在厚度方向的中心线同直线，所述安装部上开设有用于放置所述试件的凹槽，所述凹槽与所述应变片同侧，在所述安装部的另一端且位于所述测力部长度方向的延长线上开设有缺口，所述缺口与所述凹槽连通，所述缺口的宽度小于所述凹槽的宽度，所述试件的部分通过所述缺口伸出所述安装部，所述拉伸测力传感器还包括设置在所述凹槽上方的盖板，所述盖板紧贴所述安装部的表面且通过多个紧固件与所述安装部固定连接；
所述拉伸测力传感器还包括设置在所述盖板和所述试件之间用于消除所述试件与所述盖板之间的间隙的第一垫片、设置在所述凹槽底部用于调整所述试件在所述凹槽高度方向位置使得所述试件厚度方向的中心面与所述测力部厚度方向的中心面同面的第二垫片；
所述应变片为电阻应变片，所述电阻应变片位于所述测力部表面的长度方向的中心线上。
2.根据权利要求1所述的拉伸测力传感器，其特征在于，所述测力部的宽度小于等于所述安装部的宽度，所述测力部的厚度小于等于所述安装部的厚度。
3.根据权利要求1所述的拉伸测力传感器，其特征在于，所述紧固件为螺栓。
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