CN105675194A - 压力试验机偏载测试传感器及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种压力试验机偏载测试传感器，底座设置在壳体底部，顶盖设置在壳体顶部，负荷传感器呈正三角形或正方形结构布置在底座上，底座为矩形时，正三角形一边或正方形对角线与底座一条边平行；负荷传感器位于壳体内部，输出端口开在壳体上，每个负荷传感器分别与一个输出端口电连接，顶盖下端面与负荷传感器顶部连接；测试方法包括以下步骤：确定受力面的平面直角坐标系，测量每一个负荷传感器的压力值，计算压力试验机偏载的方向和偏载量；每一个负荷传感器单独测量压力值，压力试验机偏载必然导致负荷传感器的压力值不同，每一个负荷传感器的压力值通过输出端口传输到控制显示器中，控制显示器根据这些压力值计算出偏载情况并显示出来。

Description

压力试验机偏载测试传感器及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种传感器，具体涉及一种压力试验机偏载测试传感器及其测试方法。

背景技术

压力试验机在建筑业、建材业应用已经非常广泛了，其精度要求也越来越高，过去要求混凝土压力试验机是2级而现在必须是1级。压力试验机实验结果直接指导混凝土公司及水泥厂生产和建筑设计院的设计，也是判断建筑业建材材料是否可用的手段，可见压力试验机实验结果的准确可靠是多么的重要。

虽然按要求使用了1级的压力试验机，但目前对压力试验机的检测方法仅仅只是对试验力值总体进行了测量，虽然试验力准确了但实验结果不一定可靠，其实压力试验机或多或少存在着偏载，那么试块受压必然不均匀，试块会出现受力较大的一边会先破坏，而随后其它边陆续破坏的现象，这样就导致试验结果不准确。目前计量检定人员在检定工作中经常出现压力机检定时力值是准确的，可是使用单位和其他多家使用单位的压力机作对比怎么也对不上，这就可能是偏载引起的。

目前我国在检定压力试验机检定规程中没有对偏载进行描述，也没有对压力试验机偏载进行测量的文献，我国的建筑业交通业飞速发展对混凝土、水泥试验精度要求也越来越高，而混凝土、水泥的压力试验数据又是最重要的物理指标，是指导生产、设计的主要依据；高楼大厦、桥梁桥洞、河堤水坝的质量直接牵动着人民群众的生命安全。不解决压力试验机偏载测量问题，势必对混凝土、水泥压力试验数据受到很大的影响，从而威胁人民群众的生命财产安全。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种压力试验机偏载测试传感器及其测试方法，能够检测出压力试验机是否存在偏载并且能够测试出偏载点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种压力试验机偏载测试传感器，包括壳体、顶盖、底座、输出端口和负荷传感器，底座设置在壳体的底部，顶盖设置在壳体的顶部，顶盖外侧面中部设有受力部，底座为圆形或矩形，负荷传感器呈正三角形或正方形对称结构布置并垂直固定在底座上，正三角形或正方形中心位于底座几何中心，底座采用矩形时，正三角形一条边或正方形的对角线与底座的一条边平行；负荷传感器位于壳体内部，输出端口开设在壳体的侧壁上，每一个负荷传感器分别与一个输出端口电连接，顶盖形状与底座形状一致，顶盖的下端面与负荷传感器顶部固定连接。

一种压力试验机偏载测试方法，包括以下步骤：

a.确定受力面的平面直角坐标系，负荷传感器的受力面为平面直角坐标系，负荷传感器围成的正多边形的中心为平面直角坐标系的原点，负荷传感器的位置为平面直角坐标系上的坐标点；

b.测量每一个负荷传感器的压力值，每一个负荷传感器单独测量所受压力的压力值，并通过各自的输出端口将压力值传输到控制显示器中；

c.计算压力试验机偏载的方向，

（Px+）-（Px-）>0，此时压力试验机偏载方向在第一象限或第四象限，

（Px+）-（Px-）<0，此时压力试验机偏载方向在第二象限或第三象限，

（Px+）-（Px-）=0，此时压力试验机在X轴上不偏载，

（Px+）为位于X轴正半轴的所有负荷传感器测量的压力值之和的平均值，

（Px-）为位于X轴负半轴的所有负荷传感器测量的压力值之和的平均值，

（Py+）-（Py-）>0，此时压力试验机偏载方向在第一象限或第二象限，

（Py+）-（Py-）<0，此时压力试验机偏载方向在第三象限或第四象限，

（Py+）-（Py-）=0，此时压力试验机在Y轴上不偏载，

（Py+）为位于Y轴正半轴的所有负荷传感器测量的压力值之和的平均值，

（Py-）为位于Y轴负半轴的所有负荷传感器测量的压力值之和的平均值，

通过X轴和Y轴压力值判断压力试验机偏载方向；

d.计算压力试验机偏载量；

Dx=[（Px+）-（Px-）]/[（Px+）+（Px-）]%*R，

Dy=[（Py+）-（Py-）]/[（Py+）+（Py-）]%*R，

Dx为压力试验机在X轴上的偏移量，

Dy为压力试验机在Y轴上的偏移量，

R为负荷传感器围成的正多边形外接圆的半径，

将Dx，Dy带入到步骤c确定的象限中得到的坐标点即为压力试验机实际偏载点。

本发明的有益效果是：负荷传感器呈正多边形结构布置，每一个负荷传感器单独测量压力值，每一个负荷传感器的压力值通过输出端口传输到控制显示器中，控制显示器根据这些压力值计算出偏载情况并显示出来。

附图说明

图1为本发明偏载测试传感器的结构示意图；

图2为本发明顶盖的结构示意图；

图3为本发明偏载测试传感器壳体内部结构俯视图；

图4为本发明实施例图；

图中：1、壳体，2、顶盖，21、受力部，3、底座，4、输出端口，5、负荷传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种压力试验机偏载测试传感器，包括壳体1、顶盖2、底座3、输出端口4和负荷传感器5，底座3设置在壳体1的底部，顶盖2设置在壳体1的顶部，如图2所示，顶盖2外侧面中部设有受力部21，底座3为圆形或矩形，如图3所示，负荷传感器5呈正三角形或正方形对称结构布置并垂直固定在底座3上，正三角形或正方形中心位于底座3几何中心，底座3采用矩形时，正三角形一条边或正方形的对角线与底座3的一条边平行；负荷传感器5位于壳体1内部，输出端口4开设在壳体1的侧壁上，每一个负荷传感器5分别与一个输出端口4电连接，顶盖2形状与底座3形状一致，顶盖2的下端面与负荷传感器5顶部固定连接。

一种压力试验机偏载测试方法，包括以下步骤：

a.确定受力面的平面直角坐标系，负荷传感器5的受力面为平面直角坐标系，负荷传感器5围成的正多边形的中心为平面直角坐标系的原点，负荷传感器5的位置为平面直角坐标系上的坐标点；

b.测量每一个负荷传感器5的压力值，每一个负荷传感器5单独测量所受压力的压力值，并通过各自的输出端口4将压力值传输到控制显示器中；

c.计算压力试验机偏载的方向，

（Px+）-（Px-）>0，此时压力试验机偏载方向在第一象限或第四象限，

（Px+）-（Px-）<0，此时压力试验机偏载方向在第二象限或第三象限，

（Px+）-（Px-）=0，此时压力试验机在X轴上不偏载，

（Px+）为位于X轴正半轴的所有负荷传感器5测量的压力值之和的平均值，

（Px-）为位于X轴负半轴的所有负荷传感器5测量的压力值之和的平均值，

（Py+）-（Py-）>0，此时压力试验机偏载方向在第一象限或第二象限，

（Py+）-（Py-）<0，此时压力试验机偏载方向在第三象限或第四象限，

（Py+）-（Py-）=0，此时压力试验机在Y轴上不偏载，

（Py+）为位于Y轴正半轴的所有负荷传感器5测量的压力值之和的平均值，

（Py-）为位于Y轴负半轴的所有负荷传感器5测量的压力值之和的平均值，

通过X轴和Y轴压力值判断压力试验机偏载方向；

d.计算压力试验机偏载量；

Dx={[（Px+）-（Px-）]/[（Px+）+（Px-）]}%*R，

Dy={[（Py+）-（Py-）]/[（Py+）+（Py-）]}%*R，

Dx为压力试验机在X轴上的偏移量，

Dy为压力试验机在Y轴上的偏移量，

R为负荷传感器5围成的正多边形外接圆的半径，

将Dx，Dy带入到步骤c确定的象限中得到的坐标点即为压力试验机实际偏载点。

偏载测试传感器中的负荷传感器5一般选择设置3个或是4个，在保证精确测量偏载的前提下节约传感器的体积，节约成本。

实施例，设置3个负荷传感器5为例：

如图4所示，P1、P2、P3为3个负荷传感器5，P1、P2、P3呈正三角形结构布置，三者所在受力面为平面直角坐标系，正三角形中心为平面直角坐标系的原点，

P1的坐标点为P1（X1，Y1），

P2的坐标点为P2（-X2，-Y2），

P3的坐标点为P3（X3，Y3），

计算压力试验机偏载的方向：

X轴偏载方向判断：

X3-X2>0，此时压力试验机偏载方向在第一象限或第四象限，

X3-X2<0，此时压力试验机偏载方向在第二象限或第三象限，

X3-X2=0，此时压力试验机在X轴上不偏载，

Y轴偏载方向判断：

Y1-（Y2+Y3）/2>0，此时压力试验机偏载方向在第一象限或第二象限，

Y1-（Y2+Y3）/2<0，此时压力试验机偏载方向在第三象限或第四象限，

Y1-（Y2+Y3）/2=0，此时压力试验机在Y轴上不偏载，

通过X轴和Y轴偏载方向判断最终得出压力试验机偏载在哪一个象限；

计算压力试验机偏载量；

Dx=[（X3-X2）/（X3+X2）]%*R，

Dy={[Y1-（Y2+Y3）/2]/[Y1+（Y2+Y3）/2]}%*R，

R为负荷传感器5围成的正多边形外接圆的半径，且R为已知值，最终可以计算出压力试验机偏载量。

Claims (2)

1.一种压力试验机偏载测试传感器，包括壳体（1）、顶盖（2）、底座（3）、输出端口（4）和负荷传感器（5），底座（3）设置在壳体（1）的底部，顶盖（2）设置在壳体（1）的顶部，顶盖（2）外侧面中部设有受力部（21），底座（3）为圆形或矩形，其特征在于，负荷传感器（5）呈正三角形或正方形对称结构布置并垂直固定在底座（3）上，正三角形或正方形中心位于底座（3）几何中心，底座（3）采用矩形时，正三角形一条边或正方形的对角线与底座（3）的一条边平行；负荷传感器（5）位于壳体（1）内部，输出端口（4）开设在壳体（1）的侧壁上，每一个负荷传感器（5）分别与一个输出端口（4）电连接，顶盖（2）形状与底座（3）形状一致，顶盖（2）的下端面与负荷传感器（5）顶部固定连接。

2.一种压力试验机偏载测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.确定受力面的平面直角坐标系，负荷传感器（5）的受力面为平面直角坐标系，负荷传感器（5）围成的正多边形的中心为平面直角坐标系的原点，负荷传感器（5）的位置为平面直角坐标系上的坐标点；

b.测量每一个负荷传感器（5）的压力值，每一个负荷传感器（5）单独测量所受压力的压力值，并通过各自的输出端口（4）将压力值传输到控制显示器中；

c.计算压力试验机偏载的方向，

（Px+）-（Px-）>0，此时压力试验机偏载方向在第一象限或第四象限，

（Px+）-（Px-）<0，此时压力试验机偏载方向在第二象限或第三象限，

（Px+）-（Px-）=0，此时压力试验机在X轴上不偏载，

（Px+）为位于X轴正半轴的所有负荷传感器（5）测量的压力值之和的平均值，

（Px-）为位于X轴负半轴的所有负荷传感器（5）测量的压力值之和的平均值，

（Py+）-（Py-）>0，此时压力试验机偏载方向在第一象限或第二象限，

（Py+）-（Py-）<0，此时压力试验机偏载方向在第三象限或第四象限，

（Py+）-（Py-）=0，此时压力试验机在Y轴上不偏载，

（Py+）为位于Y轴正半轴的所有负荷传感器（5）测量的压力值之和的平均值，

（Py-）为位于Y轴负半轴的所有负荷传感器（5）测量的压力值之和的平均值，

通过X轴和Y轴压力值判断压力试验机偏载方向；

d.计算压力试验机偏载量，

Dx=[（Px+）-（Px-）]/[（Px+）+（Px-）]%*R，

Dy=[（Py+）-（Py-）]/[（Py+）+（Py-）]%*R，

Dx为压力试验机在X轴上的偏移量，

Dy为压力试验机在Y轴上的偏移量，

R为负荷传感器（5）围成的正多边形外接圆的半径，

将Dx，Dy带入到步骤c确定的象限中得到的坐标点即为压力试验机实际偏载点。