CN114674208A - 一种数字应变计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字应变计，包括方形外壳，应变计前端固定片、应变计固定片，传导杆；所述应变计固定片安装于传导杆的外侧的前端；传导杆的后端可移动的安装于方形外壳；所述方形外壳内的导杆能够沿着预设的方向实现在其延伸方向伸缩；所述方形外壳内的导杆的伸缩通过齿轮箱传动实现滑动的放大并带动其输出轴转动；所述齿轮箱的传动轴同轴安装径向磁铁实现带动径向磁铁转动；所述径向磁铁的上表面不接触的固定旋转编码器；所述旋转编码器用于检测径向磁铁的磁场变化角度，并将检测的角位移转换成可直接输出的数字信号。本发明通过齿轮箱实现综合机械放大、通过旋转编码器实现数字信号显示。
Description
技术领域
本发明涉及应变计技术领域，具体涉及一种数字应变计。
背景技术
一个构件表面或内部在外界力的作用下产生机械变形的现象称为“应变效应”，工程上检测并计量一个构体表面或内部的这种应变效应的仪器需要使用应变计。目前工程上使用的应变计通常有两种：电阻应变计，即构件表面或内部通过嵌入导体或半导体材料的应变转化为电阻值变化来测量其应变；振弦式应变计，是将两个支点固定钢弦，通过电流激振时工作频率变化来测量其应变的。上述两种应变计在使用过程中普遍存在测值需要换算、一致性不好，用户需要根据唯一的出厂参数来计算，互换性差。
发明内容
1.所要解决的技术问题：
针对上述技术问题，本发明提供一种数字应变计，通过齿轮箱实现综合机械放大、通过旋转编码器实现数字信号显示。
2.技术方案：
一种数字应变计，其特征在于：包括方形外壳，应变计前端固定片、应变计固定片，传导杆；所述应变计固定片安装于传导杆的外侧的前端；所述传导杆的后端可移动的安装于方形外壳；所述方形外壳内的导杆能够沿着预设的方向实现在其延伸方向伸缩；所述方形外壳内的导杆的伸缩通过齿轮箱传动实现滑动的放大并带动其输出轴转动；所述齿轮箱的输出轴同轴安装径向磁铁实现带动径向磁铁转动；所述径向磁铁的上表面不接触的固定旋转编码器；所述旋转编码器用于检测径向磁铁的磁场变化角度，并将检测的角位移转换成可直接输出的数字信号。
进一步地，所述方形外壳内部，位于旋转编码器的上方设置电路板；电路板集成CPU、传输模块；所述CPU与旋转编码器相连并将其传输的数据通过传输模块传输至上位端。
进一步地，所述旋转编码器的芯片型号为AS5048。
进一步地，所述齿轮箱包括输入齿轮、放大齿轮组以及传动轴；所述传导杆内侧设置齿条与齿轮箱的输入齿轮啮合，并通过放大齿轮将传导杆的位移放大后输出至其传动轴；所述传动轴的转动角度小于等于360度。
进一步地，所述方形外壳的另一端设置电缆接头装置；所述电缆接头装置与电路板相连为电路板提供电源。
3.有益效果：
（1）本发明提供的一种数字应变计，通过齿轮箱将构件表面的轴向应力变化放大，转化为旋转的角位移，带动径向磁铁的磁场方向变化，旋转编码器捕捉变化的角位移并将其转化为数字化的输出，因此本方案与传统的电阻应变计以及振弦式应变计均不同，能够直接输出数字变量。
（2）本发明中运用高精度旋转编码器AS5048测量旋转的磁场，将代表应变变化的角位移转换成可直接输出数字量。该芯片具有测角无触点、长寿命，具有高可靠性、跟踪速度快、耐高低温、防水、防尘及腐蚀性气体、抗振动等特点，广泛应用于工业、民用、试验设备等可靠性高的各种恶劣环境中。
附图说明
图1为本发明的外视图；
图2为本发明的剖面图；
图3为本发明中的径向磁铁以及旋转编码器的放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体的说明。
如附图1至附图3所示；一种数字应变计，其特征在于：包括方形外壳1，应变计前端固定片2、应变计固定片3，传导杆4；所述应变计固定片安装于传导杆的外侧的前端；所述传导杆的后端可移动的安装于方形外壳；所述方形外壳内的导杆能够沿着预设的方向实现在其延伸方向伸缩；所述方形外壳内的导杆的伸缩通过齿轮箱5传动实现滑动的放大并带动其输出轴转动；所述齿轮箱的传动轴6同轴安装径向磁铁7实现带动径向磁铁转动；所述径向磁铁的上表面不接触的固定旋转编码器8；所述旋转编码器用于检测径向磁铁的磁场变化角度，并将检测的角位移转换成可直接输出的数字信号。
进一步地，所述方形外壳内部，位于旋转编码器的上方设置电路板9；电路板集成CPU、传输模块；所述CPU与旋转编码器相连并将其传输的数据通过传输模块传输至上位端。
进一步地，所述旋转编码器的芯片型号为AS5048
进一步地，所述齿轮箱包括输入齿轮51、放大齿轮组52以及传动轴；所述传导杆内侧设置齿条11与齿轮箱的输入齿轮啮合，并通过放大齿轮将传导杆的位移放大后输出至其传动轴；所述传动轴的转动角度小于等于360度。
进一步地，所述方形外壳的另一端设置电缆接头装置10；所述电缆接头装置与电路板相连为电路板提供电源。
具体实施例：
使用时，对构件表面应变或内部应变采用埋入式安装方式，即将被测的构件通过前端固定片以及应变计固定片实现贴在产生应变处。如果在测量对象中产生应变并伸缩，则传导杆将应变传递给齿轮箱结构，齿轮箱对构件表面的轴向应力变化放大，转化为旋转的角位移，通过高精度旋转编码器测量旋转的磁场，输出485数字量或模拟振弦式应变计频率输出。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (5)
1.一种数字应变计，其特征在于：包括方形外壳，应变计前端固定片、应变计固定片，传导杆；所述应变计固定片安装于传导杆的外侧的前端；所述传导杆的后端可移动的安装于方形外壳；所述方形外壳内的导杆能够沿着预设的方向实现在其延伸方向伸缩；所述方形外壳内的导杆的伸缩通过齿轮箱传动实现滑动的放大并带动其输出轴转动；所述齿轮箱的传动轴同轴安装径向磁铁实现带动径向磁铁转动；所述径向磁铁的上表面不接触的固定旋转编码器；所述旋转编码器用于检测径向磁铁的磁场变化角度，并将检测的角位移转换成可直接输出的数字信号。
2.根据权利要求1所述的一种数字应变计，其特征在于：所述方形外壳内部，位于旋转编码器的上方设置电路板；电路板集成CPU、传输模块；所述CPU与旋转编码器相连并将其传输的数据通过传输模块传输至上位端。
3.根据权利要求1所述的一种数字应变计，其特征在于：所述旋转编码器的芯片型号为AS5048。
4.根据权利要求1所述的一种数字应变计，其特征在于：所述齿轮箱包括输入齿轮、放大齿轮组以及传动轴；所述传导杆内侧设置齿条与齿轮箱的输入齿轮啮合，并通过放大齿轮将传导杆的位移放大后输出至其传动轴；所述传动轴的转动角度小于等于360度。
5.根据权利要求1所述的一种数字应变计，其特征在于：所述方形外壳的另一端设置电缆接头装置；所述电缆接头装置与电路板相连为电路板提供电源。
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