CN108151689B - 高精度位移传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度位移传感器，包括：外壳；第一位移杠杆和第二位移杠杆，其中第一位移杠杆与外壳相连接，第二位移杠杆能够相对于外壳伸缩移动，第二位移杠杆上设置有滑槽；变形载体，其设置于第一位移杠杆和第二位移杠杆之间，变形载体的一端与第一位移杠杆连接，变形载体的另一端通过第二紧固螺母与第二位移杠杆相连接，第二紧固螺母位于滑槽内并能够在滑槽内滑动；以及复位弹簧，其被配置为套装在变形载体上；变形载体上设置有应变片，通过将两个位移杠杆两端的变形集中到变形载体上，通过应变片测量变形载体的应变，从而计算出两个位移杠杆两端的位移。本发明的高精度位移传感器结构简单、安装方便，能够实现高精度位移测量。

Description

高精度位移传感器
技术领域
本发明涉及一种高精度位移传感器，属于土木工程试验测试及高精度精密仪器测试安装领域。
背景技术
在土木试验测试领域，经常需要测试构件的变形、转角等位移量。在高精度精密仪器设备安装领域，尤其是大型机械设备中采用螺杆连接的重要部位，需要测试螺杆上的有效拉力，也需要精确测量螺杆上的变形。因此，无论在土木工程领域还是高精度机械安装领域，都需要高精度的位移传感器。现有的位移传感器均存在精度不高、安装比较复杂以及受到外界环境影响比较大的缺点。从而严重影响到试验数据的测量和测试精度，同时严重影响了高精度仪器的安装和建造。
因此高精度位移传感器对土木试验测试领域和精密仪器测试安装领域有着十分重要的意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种高精度位移传感器。通过将设置在高精度传感器两端的两个位移杠杆的位移变形收集到变形载体上，通过设置在变形载体的应变片测量变形载体的应变，从而计算出两个位移杠杆两端的变形。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高精度位移传感器，该高精度位移传感器包括：外壳；两个位移杠杆，其包括第一位移杠杆和第二位移杠杆，其中第一位移杠杆与外壳相连接，第二位移杠杆能够相对于外壳伸缩移动，第二位移杠杆上设置有滑槽；变形载体，其设置于第一位移杠杆和第二位移杠杆之间，变形载体的一端通过第一紧固螺母与第一位移杠杆连接，变形载体的另一端通过第二紧固螺母与第二位移杠杆相连接，第二紧固螺母位于滑槽内并能够在滑槽内滑动；以及复位弹簧，其被配置为套装在变形载体上；其中，变形载体上设置有应变片，通过将两个位移杠杆两端的变形集中到变形载体上，通过应变片测量变形载体的应变，从而计算出两个位移杠杆两端的位移。
优选地，上述技术方案中，外壳内部的两个端部分别设置有限位挡块。
优选地，上述技术方案中，第一位移杠杆和第二位移杠杆上分别设置有凸起结构，限位挡块能够卡住凸起结构，从而限定两个位移杠杆的位置。
优选地，上述技术方案中，第一位移杠杆和第二位移杠杆的线刚度大于变形载体的线刚度。
与现有技术相比，本发明的优点是：
(1) 本发明的高精度位移传感器构造简单，可以任意调整高精度位移传感器两端距离以确定安装位置。
(2) 通过机械杠杆放大测量变形，从而免受外界电磁环境的干扰，能够实现高精度测量。
(3) 安装和携带方便，性价比高。
(4) 量程可根据应变片的量程和变形载体的标定长度，并根据实际需求设定，使用范围广泛。
附图说明
图1是根据本发明的高精度位移传感器的外部结构示意图；
图2是根据本发明的高精度位移传感器的内部结构示意图。
主要附图标记说明：
1-外壳，21-第一位移杠杆，22-第二位移杠杆，3-复位弹簧，41-紧固螺母，42-第二紧固螺母，5-变形载体，6-应变片，7-限位挡块，8-滑槽，9-凸起结构。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明的高精度位移传感器包括：外壳1、两个位移杠杆、变形载体5以及复位弹簧。其中两个位移杠杆包括第一位移杠杆21和第二位移杠杆22，其中第一位移杠杆21与外壳1相连接，第二位移杠杆22能够相对于外壳1伸缩移动，第二位移杠杆22上设置有滑槽8。变形载体5设置于第一位移杠杆21和第二位移杠杆22之间，变形载体5的一端通过第一紧固螺母41与第一位移杠杆21连接，变形载体5的另一端通过第二紧固螺母42与第二位移杠杆22相连接，第二紧固螺母42位于滑槽8内并能够在滑槽8内滑动。复位弹簧3被配置为套装在变形载体5上。其中，变形载体5上设置有应变片6，通过将两个位移杠杆两端的变形集中到变形载体5上，通过应变片6测量变形载体5的应变，从而计算出两个位移杠杆两端的位移。
外壳1可以为铝合金材料的外壳，然而应当理解的上述材料仅是示例性的而非限制性的，现有技术中的其他材料也可以应用到本发明的外壳上。两个位移杠杆可以选用Q235材质，也可以选用其他材质，但要求两个位移杠杆具有较高的弹性模量。外壳内部的两个端部分别设置有限位挡块7。第一位移杠杆21和第二位移杠杆22上分别设置有凸起结构9，限位挡块7能够卡住凸起结构，从而限定两个位移杠杆的位置。第一位移杠杆21和第二位移杠杆22的线刚度大于变形载体5的线刚度。变形载体可以为铝合金材质，要具有低弹性模量，然而应当理解的是，上述材料仅是示例性的而非限制性的，现有技术中的其他材料也可以应用到本发明的变形载体上。
实施例1：
如图2所示，本发明的高精度位移传感器，由于变形载体5的长度事先标定，且由于应变片6具有一定的量程，应变片6的量程乘以变形载体5的标定长度即是位移的量程。安装高精度位移传感器时，可以将第二位移杠杆22的第二紧固螺母42松开，确定需要测量两点后，用胶水502固定，并拧紧第二紧固螺母42。假定其变形载体5的长度为10cm，应变片6的精度为1με，则其可以达到的位移精度为0.0001mm。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (1)

1.一种高精度位移传感器，其特征在于，所述高精度位移传感器包括：
外壳；
两个位移杠杆，其包括第一位移杠杆和第二位移杠杆，其中所述第一位移杠杆与所述外壳相连接，所述第二位移杠杆能够相对于所述外壳伸缩移动，所述第二位移杠杆上设置有滑槽；
变形载体，其设置于所述第一位移杠杆和所述第二位移杠杆之间，所述变形载体的一端通过第一紧固螺母与所述第一位移杠杆连接，所述变形载体的另一端通过第二紧固螺母与所述第二位移杠杆相连接，所述第二紧固螺母位于所述滑槽内并能够在所述滑槽内滑动；以及
复位弹簧，其被配置为套装在所述变形载体上；所述变形载体为铝合金材质；
其中，所述变形载体上设置有应变片，通过将所述两个位移杠杆两端的变形集中到所述变形载体上，通过所述应变片测量所述变形载体的应变，从而计算出所述两个位移杠杆两端的位移；
所述第一位移杠杆和所述第二位移杠杆的线刚度大于所述变形载体的线刚度；
所述高精度位移传感器位移的量程为：应变片的量程乘以变形载体的标定长度；
所述外壳内部的两个端部分别设置有限位挡块；
所述第一位移杠杆和所述第二位移杠杆上分别设置有凸起结构，所述限位挡块能够卡住所述凸起结构，从而限定所述两个位移杠杆的位置。
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