CN203163696U - 多场耦合综合测试系统中的位移测量装置 - Google Patents

多场耦合综合测试系统中的位移测量装置 Download PDF

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陈胜铭
罗迎社
邓瑞基
罗树凌
邓旭华
邓彪
李卉
张永忠
任嘉
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Abstract

本实用新型公开了一种多场耦合综合测试系统中的位移测量装置，包括支架(4)、定滑轮(5)、光电编码器同轴滑轮(2)、拉绳(1)和重物(6)；支架(4)固定在液压拉伸试验机的下夹头上，定滑轮(5)和光电编码器同轴滑轮(2)均安装在支架(4)上；拉绳(1)的上端固定在液压拉伸试验机的上夹头上，拉绳(1)的下端吊装有所述的重物(6)，且重物(6)自然下垂；拉绳(1)的中段绕过光电编码器同轴滑轮(2)和定滑轮(5)；光电编码器轴(3)输出反映位移量的脉冲信号给多场耦合综合测试系统的控制器。该多场耦合综合测试系统中的位移测量装置检测精度高，易于实施。

Description

多场耦合综合测试系统中的位移测量装置
技术领域
本实用新型涉及一种多场耦合综合测试系统中的位移测量装置。 
背景技术
研究表明，有缺陷的高聚物以一定的速度拉伸时，会在裂口周围产生一定的温升，同时伴生一定强度的磁场。为了进一步研究该磁场与拉伸时产生的温升之间的关系，需要在自动控制拉伸速度的同时，对试件的温升与磁感应强度进行同步测量，并以时间同步方式保存所有的测量数据：拉力、位移量、磁感应强度、温度(图像数据)，以研究并确定它们之间的关系。 
在试验中，高聚物试件被拉伸大约30-80mm后将会发生断裂。因此系统要求位移的测量范围是0-100mm且分辨率为0.1mm。虽然精度要求不是很高，但是一般的线性位移传感器还是不能满足要求。光栅尺虽然能满足量程及测量精度的要求，但是在改造安装上不太方便。 
因此，有必要设计一种多场耦合综合测试系统中的位移测量装置。 
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多场耦合综合测试系统中的位移测量装置，该多场耦合综合测试系统中的位移测量装置检测精度高，易于实施。 
实用新型的技术解决方案如下： 
一种多场耦合综合测试系统中的位移测量装置，包括支架(4)、定滑轮(5)、光电编码器同轴滑轮(2)、拉绳(1)和重物(6)；支架(4)固定在液压拉伸试验机的下夹头上，定滑轮(5)和光电编码器同轴滑轮(2)均安装在支架(4)上；拉绳(1)的上端固定在液压拉伸试验机的上夹头上，拉绳(1)的下端吊装有所述的重物(6)，且重物(6)自然下垂；拉绳(1)的中段绕过光电编码器同轴滑轮(2)和定滑轮(5)；光电编码器轴(3)输出反映位移量的脉冲信号给多场耦合综合测试系统的控制器(ARM处理器)。有益效果： 
本实用新型的多场耦合综合测试系统中的位移测量装置，采用光电编码器作为狠心检测部件，检测精度高，而且容易安装在液压拉伸试验机上，易于实施，尤其适用于多场耦合综合测试系统中的位移检测。 
附图说明
图1是本实用新型的多场耦合综合测试系统中的位移测量装置的总体结构框图。 
图2是多场耦合综合测试系统的总体框图。 
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明： 
实施例1： 
如图1所示，一种多场耦合综合测试系统中的位移测量装置，包括支架4、定滑轮5、光电编码器同轴滑轮2、拉绳1和重物6；支架4固定在液压拉伸试验机的下夹头上，定滑轮5和光电编码器同轴滑轮2均安装在支架4上；拉绳1的上端固定在液压拉伸试验机的上夹头上，拉绳1的下端吊装有所述的重物6，且重物6自然下垂；拉绳1的中段绕过光电编码器同轴滑轮2和定滑轮5；光电编码器同轴滑轮作为定滑轮使用，光电编码器轴3输出反映位移量的脉冲信号给多场耦合综合测试系统的控制器(ARM处理器)。 
光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器之一。光电编码器主要由光栅盘和光电检测装置两大部分组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形透光孔。检测时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映出被测量的转角或转速。 
根据光删盘的刻度方法及信号输出形式，光电编码器可分为增量式、绝对式以及混合式三种： 
(1)增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相；A、B两组脉冲相位差90度，从而可方便地判断出旋转方向，而Z相为每转 一个脉冲，用于基准点定位。它的优点是原理构造简单，机械平均寿命可在几万小时以上，抗干扰能力强，可靠性高，适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。 
(2)绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制(葛莱码)方式进行光电转换的。绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形，绝对编码器可有若干编码，根据读出码盘上的编码，检测绝对位置。 
(3)混合式绝对值编码器，它输出两组信息：一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。 
考虑到本系统只需要测量高聚物的拉伸位移情况，因此在本系统中采用增量式编码器即可。光电编码器的安装如图13所示。支架安装在下夹头上，拉绳上端固定于上夹头，重物自然下垂。当两夹头发生相对位移时，即可通过拉绳带动光电编码器旋转测得。 
光电编码器选用HTR-3A-1000型光电编码器，其分辨率可达1000脉冲/圈。光电编码器输出轴上安装的滑轮经过精密加工得到其值径D为15.92mm，则其周长L为：L＝πD＝3.14×15.92mm＝49.98mm。因此该位移测量机构的分辨率为：49.98mm/1000＜0.05mm满足分辨率大于0.1mm的设计要求。 
如图2所示，多场耦合综合测试系统包括液压拉伸试验机、温度测量装置、三维磁场测量装置、拉力测量装置、位移测量装置、液压控制装置、控制器和上位机； 
温度测量装置为基于红外相机的测温装置；温度测量装置与上位机(即工控机)连接；红外相机的镜头正对试样正面的中部； 
三维磁场测量装置、拉力测量装置、位移测量装置和液压控制装置均与控制器连接； 
由液压拉伸试验机夹持住试条板状的试样并对试样上端施加拉力使得试样产生形变； 
红外相机的镜头正对试样的正面以测量试样的实时温度数据； 
三维磁场测量装置设置在背面以检测试样在被拉伸的过程中产生的实时三维磁场数据； 
液压控制装置驱动液压拉伸试验机； 
拉力测量装置和位移测量装置分别检测液压拉伸试验机对试样施加的拉力以及液压拉伸试验机的上夹持部产生的实时位移； 
控制器与上位机通信连接； 
上位机控制液压拉伸试验机、温度测量装置和三维磁场测量装置同时启动，并由上位机同步收集实时数据，所述的实时数据包括：实时温度数据、三维磁场数据、拉力及液压拉伸试验机的上夹持部产生的实时位移数据。 

Claims (1)

1.一种多场耦合综合测试系统中的位移测量装置，其特征在于，包括支架(4)、定滑轮(5)、光电编码器同轴滑轮(2)、拉绳(1)和重物(6)；支架(4)固定在液压拉伸试验机的下夹头上，定滑轮(5)和光电编码器同轴滑轮(2)均安装在支架(4)上；拉绳(1)的上端固定在液压拉伸试验机的上夹头上，拉绳(1)的下端吊装有所述的重物(6)，且重物(6)自然下垂；拉绳(1)的中段绕过光电编码器同轴滑轮(2)和定滑轮(5)；光电编码器轴(3)输出反映位移量的脉冲信号给多场耦合综合测试系统的控制器。 
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CN106595488A (zh) * 2015-10-19 2017-04-26 北京纳米能源与系统研究所 简单链形悬挂接触网中接触线下坠的监测装置和监测系统
CN106705825A (zh) * 2016-12-29 2017-05-24 中交天津港航勘察设计研究院有限公司 一种耙吸船波浪补偿器行程测量装置
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