CN207395674U - 一种新型高精度大变形引伸计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型高精度大变形引伸计主要包括引伸计、位移传感器、控制器、大变形测量装置；其中引伸计为该装置的主体支架结构，包括主立柱、导向杆、夹持臂，位移传感设备安装于引伸计的两个夹持臂之间，进行小范围高精度测量；其中大变形测量装置包括光电编码器、凹槽轮、软线、平衡配重块，用于测量出夹持臂的位移量；位移传感器和光电编码器的信号输出端接入控制器，用于接收储存该两者采集的变形信号，并可进行两者信号的平滑切换。其有益效果为该装置在引伸计上同时加装位移传感器和光电编码器，通过控制器平滑切换测量模式以满足具体测量需求，提高测量效率。

Description

一种新型高精度大变形引伸计

技术领域：

本实用新型涉及一种引伸计，尤其涉及一种检测塑料、橡胶等材料在做拉伸试验时的高精度、大变形引伸计。

背景技术：

引伸计是一种用于测量构件及其他物体两点之间线变形的仪器，通常由传感器、放大器和记录器三部分组成，一般用于屈服强度台阶不明显的材料。引伸计的量程小，一般用在屈服和屈服之前使用，如在屈服后继续使用，会损坏引伸计，引伸计用来测量弹性模量，如用一般的差动编码器测量，计算结果会和真实的弹性模量差一个数量级，由标距造成的，引伸计在测量中精度高，但是量程小，所以一般试验机进行拉伸压缩试验都不用引伸计，除非测量弹性模量和要求很高的精度时。

根据ISO 527，ASTM D 638等标准的规定，在塑料拉伸试验的过程中，测量弹性模量弹性端的起始点和结束点为试样变形的0.05%和0.25%，如果采用50mm标距的话，这个变形量只有0.025mm和0.125mm,需要精度很高的传感器来进行小变形测量。但是塑料的延伸率一般都可以达到100%以上，如果需要测量延伸率又需要变形量非常大的大变形引伸计来测量。

通常的大变形测量引伸计都是采用光电编码器作为测量元器件，分辨率仅有0.01mm左右，无法满足弹性模量小变形测量精度的要求。所以需要试验两次才可以完成这两个参数的测量。而采用高精度位移传感器测量小变形，完全可以满足弹性模量的测量精度要求，但是变形测量范围较小；采用光电编码器测量大变形，可以满足长行程测量的要求，但是测量的分辨率较低。

因此，针对上述缺陷，需要对现有技术进行改进。

实用新型内容：

针对以上问题，本实用新型提出了一种一种新型高精度大变形引伸计，以解决上述背景技术中的缺陷。

为达到上述目的，本实用新型采取如下的技术方案：

一种新型高精度大变形引伸计主要包括引伸计、位移传感器、大变形测量装置、控制器；其中引伸计为该装置的主体支架结构，包括主立柱、导向杆、夹持臂，所述主立柱与导向杆平行且长度相同，所述夹持臂通过滑动配置块连接于导向杆上，用于夹持被测构件；

其中位移传感设备安装于引伸计的两个夹持臂之间，位移传感器一端直接与被测构件接触，位移传感器的信号输出端接入控制器，当被测构件发生形变时，位移传感器发生位移变化，准确的测量被测构件的变形量，从而将采集的形变量传输到控制器当中，进行小范围高精度测量；

其中大变形测量装置包括光电编码器、凹槽轮、软线、平衡配重块，所述光电编码器设置于主立柱一端，光电编码的信号输出端接入控制器；凹槽轮设置于光电编码器顶部，凹槽轮的中心孔连接在光电编码器的轴上，与光电编码器的轴同时转动，来测量旋转角度；软线绕行在凹槽轮上，一端连接夹持臂，一端连接平衡配重块，当夹持臂移动时，软线带动凹槽轮旋转，测量旋转的角度，转换为软线的移动位移量，从而测量出夹持臂的位移量；

所述控制器与位移传感器的信号输出端和光电编码的的信号输出端相连，通过软件对控制器测量通道属性进行设置，其中将大变形测量装置设置为合成测量方式；控制器分别对位移传感装置、大变形测量装置进行校准；在使用时，通过软件分别实现将位移传感装置、大变形测量装置映射到变形测量通道（可实现实时在线映射切换），从而进行变形测量和控制；在进行软件数据处理时，统一按变形测量通道测量数据进行试验数据处理；

相应的，平衡配重块的重量与夹持臂相同；

本实用新型所述一种新型高精度大变形引伸计的有益效果为：

1、该装置结构简单，操作方便；

2、该装置采用高精度位移传感器进行小变形范围的高精度测量，同时采用光电编码器来进行大变形测量，同时实现高精度、大变形量的被测构件的检测，极大的简化了检测程序；

3、该装置通过控制器将两种信号进行平滑切换，只需要试验一次就可以把弹性模量和延伸率两个参数都测试出来。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1为本实用新型所述一种新型高精度大变形引伸计外部结构示意图；

图2为本实用新型所述一种新型高精度大变形引伸计剖视结构示意图；

图3为本实用新型所述一种新型高精度大变形引伸计夹持臂及位移传感器位置结构示意图（A）；

图4为本实用新型所述一种新型高精度大变形引伸计大变量测量装置结构示意图；

图中：1、主立柱；2、导向杆；3、夹持臂；31、上夹持臂；32、下夹持臂；4、位移传感器；5、滑动配置块；6、光电编码器；7、凹槽轮；8、软线；9、平衡配重块；10、控制器。

具体实施方式：

如图1、2、3所示，本实用新型实施例所述的一种新型高精度大变形引伸计，包括主立柱1、导向杆2、夹持臂3、位移传感器4、滑动配置块5、光电编码器6、凹槽轮7、软线8、平衡配重块9、控制器10；

所述主立柱1为该引伸计主体支撑结构，内部为中空结构，内部安装动力传动装置和平衡配重块9；导向杆2固定于主立柱1一侧；其上设置夹持臂3，所述夹持臂3分为上夹持臂31与下夹持臂32，分别通过底部固定的滑动配置块5与导向杆2滑动连接，且与设置于主立柱1内部的动力传动装置固定连接；

所述位移传感器4设置于上夹持臂31一端；所述光电编码器6设置于主立柱1一端，凹槽轮7设置于光电编码器6顶部，凹槽轮7的中心孔连接在光电编码器6的轴上，与光电编码器6的轴同时转动，来测量旋转角度；软线8绕行在凹槽轮7上，一端连接夹持臂3，一端连接平衡配重块9；

所述控制器10与位移传感器4的信号输出端和光电编码器6的的信号输出端相连，通过软件对控制器10测量通道属性进行设置，其中将大变形测量装置设置为合成测量方式；控制器10分别对位移传感装置4、大变形测量装置进行校准；在使用时，通过软件分别实现将位移传感装置4、大变形测量装置映射到变形测量通道（可实现实时在线映射切换），从而进行变形测量和控制；在进行软件数据处理时，统一按变形测量通道测量数据进行试验数据处理；

相应的，平衡配重块9的重量与夹持臂3相同；

作为优选，位移传感器4选用LVDT位移传感器。

以下是本实用新型专利所述的一种新型高精度大变形引伸计的具体测量步骤：

首先将被测构件放入上夹持臂31与下夹持臂32之间，位移传感器4与被测构件接触，并通过动力传动装置提供的动能夹紧，被测构件产生形变，位移传感器4检测被测构件的形变量，并将形变信号传输给控制器10；

在被测构件进行长行程采集时，夹持臂3夹持被测构件沿导向杆2移动，平衡配重块9与夹持臂3之间的软线8带动凹槽轮7与光电编码器6同轴旋转，测量旋转的角度，转换为软线8的移动位移量，从而测量出夹持臂3的位移量；并将信号传输到控制器10；

控制器10将位移传感器4的信号和光电编码器6的信号一起采集，初始变形采用信号，在位移传感器4达到满量程以后采用光电编码器6的信号测量变形。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性具体实施方式的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，具体实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种新型高精度大变形引伸计，包括引伸计、位移传感器（4）、控制器（10）、大变形测量装置，其中引伸计为该装置的主体支架结构，包括主立柱（1）、导向杆（2）、夹持臂（3），其中夹持臂（3）通过滑动配置块（5）连接于导向杆（2）上，用于夹持被测构件；其特征在于：

所述位移传感器（4）安装于引伸计的两个夹持臂（3）之间，位移传感器（4）一端直接与被测构件接触；

所述大变形测量装置包括光电编码器（6）、凹槽轮（7）、软线（8）、平衡配重块（9），其中光电编码器（6）设置于主立柱（1）一端；凹槽轮（7）设置于光电编码器（6）顶部，凹槽轮（7）的中心孔连接在光电编码器（6）的轴上，软线（8）绕行在凹槽轮（7）上，一端连接夹持臂（3），一端连接平衡配重块（9）；

所述控制器（10）接入位移传感器（4）的信号输出端和光电编码器（6）的信号输出端。

2.根据权利要求1所述的一种新型高精度大变形引伸计，其特征在于：所述平衡配重块（9）的重量与夹持臂（3）相同。

3.根据权利要求1所述的一种新型高精度大变形引伸计，其特征在于：所述凹槽轮（7）与光电编码器（6）的轴同时转动。

4.根据权利要求1所述的一种新型高精度大变形引伸计，其特征在于：作为优选，位移传感器（4）选用LVDT位移传感器。