CN208443332U - 测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，包括有左侧位移传感器、右侧位移传感器和水平框架辅助装置，左侧位移传感器与右侧位移传感器结构相同，左右对称设置在水平框架辅助装置上，本实用新型使用双侧位移传感器，并且使用等长度钢线、水平框架和气泡水平仪等辅助构件确保测量精度，实验时在被测试件的两个对称侧同时使用位移传感器采集应变值，能够很好的消除加载偏心对位移传感器采集的位移值准确性的影响。测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器具有高灵敏度、高测量精度和可靠性以及抗加载偏心干扰能力强等特性，可应用于钢筋混凝土构件和金属构件等许多领域的位移和变形测量。

Description

测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器

技术领域

本实用新型涉及一种双侧位移传感器装置，尤其是涉及一种钢筋混凝土构件受轴向力产生位移和变形时，测量其位移和变形值的测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器。

背景技术

钢筋混凝土构件在长期使用中，由于荷载、温度、湿度以及地基沉陷等影响，会产生变形和变位，变形不但对美观和使用方面有影响，且对结构受力和稳定也有影响。较大变形往往改变了结构的受力条件，增大受力的偏心距，在构件断面、连接节点中产生新的附加应力，从而降低构件的承载能力，引起构件开裂，甚至倒塌。结构变形情况如何，往往是反映出结构工作是否正常的重要标志，是结构构件安全鉴定的重要内容。传统的传感器为单侧测量，由于实验时产生加载偏心现象，被测试件两侧的变形值差异很大，使用单侧传感器测出的位移和变形值准确性差。因此，需要发明一种可以准确测量构件产生位移和变形值的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，在钢筋混凝土构件轴向受力时，可以准确测量构件产生位移和变形值的电阻应变式双侧位移传感器。测量时把此传感器安装在被测构件的左右两侧对称位置实现位移和变形信号的输出。

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型采用的技术方案是：

测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，包括有左侧位移传感器、右侧位移传感器和水平框架辅助装置，左侧位移传感器与右侧位移传感器结构相同，左右对称设置在水平框架辅助装置上；

左侧位移传感器包括有左侧上部弹性敏感低碳钢元件、左侧半圆形低碳钢连接片和左侧下部弹性敏感低碳钢元件，左侧上部弹性敏感低碳钢元件和左侧下部弹性敏感低碳钢元件分别连接在左侧半圆形低碳钢连接片的两端形成U形结构，左侧上部弹性敏感低碳钢元件的端部设置有左侧上卡头，其中部设置有左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片和左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片；左侧下部弹性敏感低碳钢元件的端部设置有左侧下卡头，其中部设置有左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片和左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片；

右侧位移传感器包括有右侧上部弹性敏感低碳钢元件、右侧半圆形低碳钢连接片和右侧下部弹性敏感低碳钢元件，右侧上部弹性敏感低碳钢元件和右侧下部弹性敏感低碳钢元件分别连接在右侧半圆形低碳钢连接片的两端形成U形结构，右侧上部弹性敏感低碳钢元件的端部设置有右侧上卡头，其中部设置有右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片和右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片；右侧下部弹性敏感低碳钢元件的端部设置有右侧下卡头，其中部设置有右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片和右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片。

所述左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片粘贴在左侧上部弹性敏感低碳钢元件的上表面中线位置，左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片粘贴在左侧上部弹性敏感低碳钢元件的下表面中线对称位置；左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片粘贴在左侧下部弹性敏感低碳钢元件的下表面中线位置，左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片粘贴在左侧下部弹性敏感低碳钢元件的上表面中线对称位置，四片电阻应变片通过屏蔽导线进行全桥连接，接入应变仪形成惠斯特电桥；

右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片粘贴在右侧上部弹性敏感低碳钢元件的上表面中线位置，右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片粘贴在右侧上部弹性敏感低碳钢元件的下表面中线对称位置；右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片粘贴在右侧下部弹性敏感低碳钢元件的下表面中线位置，右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片粘贴在右侧下部弹性敏感低碳钢元件的上表面中线对称位置，四片电阻应变片的通过屏蔽导线进行全桥连接，接入应变仪形成惠斯特电桥。

左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片的两根引出线分别与第一屏蔽导线、第二屏蔽导线的一端通过接线端子焊接连接，第一屏蔽导线、第二屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连；

左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片的两根引出线分别与第三屏蔽导线、第四屏蔽导线一端通过接线端子焊接连接，第三屏蔽导线、第四屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连；

左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片的两根引出线分别与第七屏蔽导线、第八屏蔽导线一端通过接线端子焊接连接，第七屏蔽导线、第八屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连；

左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片的两根引出线分别与第五屏蔽导线、第六屏蔽导线一端通过接线端子焊接连接，第第五屏蔽导线、第六屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连；

右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片的两根引出线分别与第九屏蔽导线、第十屏蔽导线的一端通过接线端子焊接连接，第九屏蔽导线、第十屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连；

右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片的两根引出线分别与第十一屏蔽导线、第十二屏蔽导线一端通过接线端子焊接连接，第十一屏蔽导线、第十二屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连；

右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片的两根引出线分别与第十五屏蔽导线、第十六屏蔽导线一端通过接线端子焊接连接，第十五屏蔽导线、第十六屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连；

右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片的两根引出线分别与第十三屏蔽导线、第十四屏蔽导线一端通过接线端子焊接连接，第十三屏蔽导线、第十四屏蔽导线的另一端与应变仪对应桥路相连。

所述双侧位移传感器表面粘贴的电阻应变片的型号相同且电阻值相等。

贴片处和连接处涂抹2mm厚度的环氧树脂胶进行绝缘及保护。

与应变仪配套使用时第一屏蔽导线、第六屏蔽导线连接在应变仪第一通道的A接线柱上，第二屏蔽导线、第三屏蔽导线连接在应变仪第一通道的B接线柱上，第四屏蔽导线、第七屏蔽导线连接在应变仪第一通道的C接线柱上，第八屏蔽导线、第五屏蔽导线连接在应变仪第一通道的D接线柱上，应变仪设置成全桥测量方式，形成惠斯特电桥；

与应变仪配套使用时第九屏蔽导线、第十四屏蔽导线连接在应变仪第二通道的A接线柱上，第十屏蔽导线、第十一屏蔽导线连接在应变仪第二通道的B接线柱上，第十二屏蔽导线、第十五屏蔽导线连接在应变仪第二通道的C接线柱上，第十六屏蔽导线、第十三屏蔽导线连接在应变仪第二通道的D接线柱上，应变仪设置成全桥测量方式，形成惠斯特电桥。

所述水平框架辅助装置包括水平框架东侧横梁、水平框架南侧横梁、水平框架西侧横梁、水平框架北侧横梁和可伸缩支腿，所述水平框架东侧横梁、水平框架南侧横梁、水平框架西侧横梁、水平框架北侧横梁焊接成一个矩形平面，四个可伸缩支腿在矩形平面的四个底角垂直于平面焊接连接；在水平框架南侧横梁、水平框架北侧横梁的中点位置用环氧树脂粘贴南侧横梁气泡水平仪和北侧横梁气泡水平仪，东北角钢丝线、东南角钢丝线、西南角钢丝线、西北角钢丝线为四根长度相等的钢丝线，东北角钢丝线的一端与左侧半圆形低碳钢连接片的中心位置相连，另一端与水平框架东侧横梁的一端相连；东南角钢丝线的一端与左侧半圆形低碳钢连接片的中心位置相连，另一端与水平框架东侧横梁的另一端相连；西南角钢丝线的一端与右侧半圆形低碳钢连接片的中心位置相连，另一端与水平框架西侧横梁的一端相连；西北角钢丝线与右侧半圆形低碳钢连接片的中心位置相连，另一端与水平框架西侧横梁的另一端相连。

所述水平框架东侧横梁、水平框架南侧横梁、水平框架西侧横梁、水平框架北侧横梁、可伸缩支腿为铝合金材质。

所述左侧上卡头、左侧下卡头、左侧上部弹性敏感低碳钢元件、左侧下部弹性敏感低碳钢元件和左侧半圆形低碳钢连接片采用低碳钢材料通过线切割技术制造成为一体的弹性敏感低碳钢元件。

所述右侧上卡头、右侧下卡头、右侧上部弹性敏感低碳钢元件、右侧下部弹性敏感低碳钢元件和右侧半圆形低碳钢连接片采用低碳钢材料通过线切割技术制造成为一体的弹性敏感低碳钢元件。

本实用新型所具有的优点与有益效果是：

本实用新型测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器是一种由电阻应变片和弹性敏感低碳钢元件组合而成的传感器，被测构件受到轴向力作用时，构件产生变形，安装在构件上粘贴有电阻应变片的弹性敏感低碳钢元件也随之产生位移和变形。电阻应变片将位移和变形转换成电阻的变化，使传感器输出与被测构件位移和变形值对应的电信号，通过电阻应变仪把电信号转换成相应的应变值。通过提前标定传感器，确定了应变仪显示的应变值与被测构件位移和变形值的对应关系，达到了测量构件位移和变形的目的。

本实用新型由于使用双侧位移传感器，并且使用等长度钢线、水平框架和气泡水平仪等辅助构件确保测量精度，实验时在被测试件的两个对称侧同时使用位移传感器采集应变值，能够很好的消除加载偏心对位移传感器采集的位移值准确性的影响。测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器具有高灵敏度、高测量精度和可靠性以及抗加载偏心干扰能力强等特性，可应用于钢筋混凝土构件和金属构件等许多领域的位移和变形测量。

本实用新型制作简单、数据稳定、响应迅速。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述：

图1是惠斯特电桥原理图；

图2是电阻应变式左侧位移传感器贴片及接线示意图；

图3是电阻应变式右侧位移传感器贴片及接线示意图；

图4是第一弹性敏感低碳钢元件上表面贴片及接线示意图；

图5是测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器示意图。

图中：1左侧上卡头；2左侧上部弹性敏感低碳钢元件；3左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片；4左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片；5第一屏蔽导线；6第三屏蔽导线；7第二屏蔽导线；8第四屏蔽导线；9左侧半圆形低碳钢连接片；10第五屏蔽导线；11第七屏蔽导线；12第六屏蔽导线；13第八屏蔽导线；14左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片；15左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片；16左侧下部弹性敏感低碳钢元件；17左侧下卡头；18接线端子；19右侧上卡头；20右侧上部弹性敏感低碳钢元件；21右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片；22右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片；23第九屏蔽导线；24第十一屏蔽导线；25第十屏蔽导线；26第十二屏蔽导线；27右侧半圆形低碳钢连接片；28第十三屏蔽导线；29第十五屏蔽导线；30第十四屏蔽导线；31第十六屏蔽导线；32右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片；33右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片；34右侧下部弹性敏感低碳钢元件；35右侧下卡头；36水平框架东侧横梁；37水平框架南侧横梁；38水平框架西侧横梁；39水平框架北侧横梁；40东北角钢丝线；41东南角钢丝线；42西南角钢丝线；43西北角钢丝线；44南侧横梁气泡水平仪；45北侧横梁气泡水平仪；46可伸缩支腿。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

如图5所示，本实用新型测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，包括有左侧位移传感器、右侧位移传感器和水平框架辅助装置，左侧位移传感器与右侧位移传感器结构相同，左右对称设置在水平框架辅助装置上。

如图2所示，左侧位移传感器包括有左侧上部弹性敏感低碳钢元件2、左侧半圆形低碳钢连接片9和左侧下部弹性敏感低碳钢元件16，左侧上部弹性敏感低碳钢元件2和左侧下部弹性敏感低碳钢元件16分别连接在左侧半圆形低碳钢连接片9的两端形成U形结构，左侧上部弹性敏感低碳钢元件2的端部设置有左侧上卡头1，其中部设置有左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片3和左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片4；左侧下部弹性敏感低碳钢元件16的端部设置有左侧下卡头17，其中部设置有左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片14和左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片15。

如图3所示，右侧位移传感器包括有右侧上部弹性敏感低碳钢元件20、右侧半圆形低碳钢连接片27和右侧下部弹性敏感低碳钢元件34，右侧上部弹性敏感低碳钢元件20和右侧下部弹性敏感低碳钢元件34分别连接在右侧半圆形低碳钢连接片27的两端形成U形结构，右侧上部弹性敏感低碳钢元件20的端部设置有右侧上卡头19，其中部设置有右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片21和右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片22；右侧下部弹性敏感低碳钢元件34的端部设置有右侧下卡头35，其中部设置有右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片32和右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片33。

如图2所示，采用低碳钢材料通过线切割技术使左侧上卡头1、左侧下卡头17、左侧上部弹性敏感低碳钢元件2、左侧下部弹性敏感低碳钢元件16和左侧半圆形低碳钢连接片9制造成为一体的弹性敏感低碳钢元件。

如图3所示，采用低碳钢材料通过线切割技术使右侧上卡头19、右侧下卡头35、右侧上部弹性敏感低碳钢元件20、右侧下部弹性敏感低碳钢元件34和右侧半圆形低碳钢连接片27制造成为一体的弹性敏感低碳钢元件。

如图2所示，所述左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片4 粘贴在左侧上部弹性敏感低碳钢元件2的上表面中线位置，左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片3粘贴在左侧上部弹性敏感低碳钢元件2的下表面中线对称位置；左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片14粘贴在左侧下部弹性敏感低碳钢元件16的下表面中线位置，左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片15粘贴在左侧下部弹性敏感低碳钢元件16的上表面中线对称位置；测量变形时，左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片4和左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片14的应变变化方向一致，左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片3和左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片15的应变变化方向一致。其中左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片4的电阻值为R1，左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片3的电阻值为R2，左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片14的电阻值为R3，左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片15的电阻值为R4。如图1所示，四片电阻应变片通过屏蔽导线进行全桥连接，接入应变仪形成惠斯特电桥。

如图3所示，右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片22 粘贴在右侧上部弹性敏感低碳钢元件20的上表面中线位置，右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片21粘贴在右侧上部弹性敏感低碳钢元件20的下表面中线对称位置；右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片32粘贴在右侧下部弹性敏感低碳钢元件34的下表面中线位置，右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片33粘贴在右侧下部弹性敏感低碳钢元件34的上表面中线对称位置；

测量变形时，右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片22和右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片32的应变变化方向一致，右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片21和右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片33的应变变化方向一致。其中右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片22的电阻值为R1，右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片21的电阻值为R2，右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片32的电阻值为R3，右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片33的电阻值为R4。如图1所示，四片电阻应变片的通过屏蔽导线进行全桥连接，接入应变仪形成惠斯特电桥。

如图2、图4所示，在左侧上部弹性敏感低碳钢元件2的上表面中心位置沿中轴线方向粘贴左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片4，用来测量上表面的纵向应变。左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片4的两根引出线分别与第一屏蔽导线5、第二屏蔽导线7的一端通过接线端子18焊接连接，第一屏蔽导线5、第二屏蔽导线7的另一端与应变仪对应桥路相连。

如图2所示，在左侧上部弹性敏感低碳钢元件2的下表面中心位置沿中轴线方向粘贴左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片3，用来测量下表面的纵向应变。左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片3的两根引出线分别与第三屏蔽导线6、第四屏蔽导线8一端通过接线端子焊接连接，第三屏蔽导线6、第四屏蔽导线8的另一端与应变仪对应桥路相连。

如图2所示，在左侧下部弹性敏感低碳钢元件16的下表面中心位置沿中轴线方向粘贴左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片14，用来测量下表面的纵向应变。左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片14的两根引出线分别与第七屏蔽导线11、第八屏蔽导线13一端通过接线端子焊接连接，第七屏蔽导线11、第八屏蔽导线13的另一端与应变仪对应桥路相连。

如图2所示，在左侧下部弹性敏感低碳钢元件16的上表面中心位置沿中轴线方向粘贴左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片15，用来测量上表面的纵向应变。左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片15的两根引出线分别与第五屏蔽导线10、第六屏蔽导线12一端通过接线端子焊接连接，第第五屏蔽导线10、第六屏蔽导线12的另一端与应变仪对应桥路相连。

如图3所示，在右侧上部弹性敏感低碳钢元件20的上表面中心位置沿中轴线方向粘贴右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片22，用来测量上表面的纵向应变。右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片22的两根引出线分别与第九屏蔽导线23、第十屏蔽导线25的一端通过接线端子焊接连接，第九屏蔽导线23、第十屏蔽导线25的另一端与应变仪对应桥路相连。

如图3所示，在右侧上部弹性敏感低碳钢元件20的下表面中心位置沿中轴线方向粘贴右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片21，用来测量下表面的纵向应变。右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片21的两根引出线分别与第十一屏蔽导线24、第十二屏蔽导线26一端通过接线端子焊接连接，第十一屏蔽导线24、第十二屏蔽导线26的另一端与应变仪对应桥路相连。

如图3所示，在右侧下部弹性敏感低碳钢元件34的下表面中心位置沿中轴线方向粘贴右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片32，用来测量下表面的纵向应变。右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片32的两根引出线分别与第十五屏蔽导线29、第十六屏蔽导线31一端通过接线端子焊接连接，第十五屏蔽导线29、第十六屏蔽导线31的另一端与应变仪对应桥路相连。

如图3所示，在右侧下部弹性敏感低碳钢元件34的上表面中心位置沿中轴线方向粘贴右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片33，用来测量上表面的纵向应变。右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片33的两根引出线分别与第十三屏蔽导线28、第十四屏蔽导线30一端通过接线端子焊接连接，第十三屏蔽导线28、第十四屏蔽导线30的另一端与应变仪对应桥路相连。

所述双侧位移传感器表面粘贴的电阻应变片的型号相同且电阻值相等。

贴片处和连接处涂抹2mm厚度的环氧树脂胶进行绝缘及保护。

与应变仪配套使用时第一屏蔽导线5、第六屏蔽导线12连接在应变仪第一通道的A接线柱上，第二屏蔽导线7、第三屏蔽导线6连接在应变仪第一通道的B接线柱上，第四屏蔽导线8、第七屏蔽导线11连接在应变仪第一通道的C接线柱上，第八屏蔽导线13、第五屏蔽导线10连接在应变仪第一通道的D接线柱上。应变仪设置成全桥测量方式，形成如图1所示的惠斯特电桥，用来测量构件加载轴向力时与构件左侧外边面产生位移、变形值相对应的应变值，通过已标定的左侧位移传感器的应变值与位移值的对应关系换算成位移值。

与应变仪配套使用时第九屏蔽导线23、第十四屏蔽导线30连接在应变仪第二通道的A接线柱上，第十屏蔽导线25、第十一屏蔽导线24连接在应变仪第二通道的B接线柱上，第十二屏蔽导线26、第十五屏蔽导线29连接在应变仪第二通道的C接线柱上，第十六屏蔽导线31、第十三屏蔽导线28连接在应变仪第二通道的D接线柱上。应变仪设置成全桥测量方式，形成如图1所示的惠斯特电桥，用来测量构件加载轴向力时与构件右侧外边面产生位移、变形值相对应的应变值，通过已标定的右侧位移传感器的应变值与位移值的对应关系换算成位移值。

测量使用前要对双侧位移传感器分别进行应变值与位移值对应关系的标定。

如图2所示，测量时通过左侧上卡头1和左侧下卡头17把左侧传感器安装在被测构件的左侧待测位置进行测量使用；如图3所示，通过右侧上卡头19和右侧下卡头35把右侧传感器安装在与被测构件左侧待测位置对称的右侧待测位置进行测量使用。此位移传感器具有制作简单、数据稳定、响应迅速，测量双侧位移值准确度高的优点。

由于轴向力实验时都会发生不同程度的加载偏心现象使被测试件两侧的变形值差异很大，对传统的单侧位移传感器采集到的位移应变值的准确性影响很大。电阻应变式双侧位移传感器能够同时测量被测试件对应两侧的位移应变值，可以很好的消除加载偏心现象的影响，再辅以等长度钢线、水平框架和气泡水平仪等辅助构件确保测量精度。与传统的单侧位移传感器相比，电阻应变式双侧位移传感器测得的位移应变值更准确。

如图5所示，为了保证测量位置的准确性，制作了水平框架辅助装置。所述水平框架辅助装置包括水平框架东侧横梁36、水平框架南侧横梁37、水平框架西侧横梁38、水平框架北侧横梁39和可伸缩支腿46，所述水平框架东侧横梁36、水平框架南侧横梁37、水平框架西侧横梁38、水平框架北侧横梁39焊接成一个矩形平面，四个可伸缩支腿46在矩形平面的四个底角垂直于平面焊接连接；在水平框架南侧横梁37、水平框架北侧横梁39的中点位置用环氧树脂粘贴南侧横梁气泡水平仪44、北侧横梁气泡水平仪45来验证平面水平程度的调整效果。东北角钢丝线40、东南角钢丝线41、西南角钢丝线42、西北角钢丝线43为四根长度相等的钢丝线，东北角钢丝线40的一端与左侧半圆形低碳钢连接片9的中心位置相连，另一端与水平框架东侧横梁36的一端相连；东南角钢丝线41的一端与左侧半圆形低碳钢连接片9的中心位置相连，另一端与水平框架东侧横梁36的另一端相连；西南角钢丝线42的一端与右侧半圆形低碳钢连接片27的中心位置相连，另一端与水平框架西侧横梁38的一端相连；西北角钢丝线43与右侧半圆形低碳钢连接片27的中心位置相连，另一端与水平框架西侧横梁38的另一端相连。通过以上辅助装置能够保证左右两侧的传感器测量位置的对称性和准确性。

其中水平框架东侧横梁36、水平框架南侧横梁37、水平框架西侧横梁38、水平框架北侧横梁39、可伸缩支腿46为铝合金材质。实验时通过调整四个可伸缩支腿46的长度来确保长方形平面的水平程度。

传感器测量使用前要使用位移标定器和应变仪对双侧位移传感器分别进行应变值与位移值对应关系的标定，位移或变形值的标定范围只能在传感器各弹性敏感低碳钢元件的弹性区间内进行。标定完成后，调整四个可伸缩支腿46的长度并通过南侧横梁气泡水平仪44、北侧横梁气泡水平仪45来确保和检验长方形水平框架的水平程度。

如图2所示，测量时通过左侧上卡头1和左侧下卡头17把左侧传感器安装在被测构件的左侧待测位置进行测量使用；如图3所示，通过右侧上卡头19和右侧下卡头35把右侧传感器安装在与被测构件左侧待测位置对称的右侧待测位置进行测量使用。

在万能试验机加载轴向力的同时应变仪或动态采集系统采集传感器输出的电信号并使之转化成应变值在应变仪的第一通道和第二通道显示，通过之前的标定值把第一通道和第二通道的应变值再转化成对应的位移或变形值，完成对被测构件的位移和变形准确测量。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，其特征在于：包括有左侧位移传感器、右侧位移传感器和水平框架辅助装置，左侧位移传感器与右侧位移传感器结构相同，左右对称设置在水平框架辅助装置上；

左侧位移传感器包括有左侧上部弹性敏感低碳钢元件（2）、左侧半圆形低碳钢连接片（9）和左侧下部弹性敏感低碳钢元件（16），左侧上部弹性敏感低碳钢元件（2）和左侧下部弹性敏感低碳钢元件（16）分别连接在左侧半圆形低碳钢连接片（9）的两端形成U形结构，左侧上部弹性敏感低碳钢元件（2）的端部设置有左侧上卡头(1)，其中部设置有左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（3）和左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片(4)；左侧下部弹性敏感低碳钢元件（16）的端部设置有左侧下卡头（17），其中部设置有左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（14）和左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片（15）；

右侧位移传感器包括有右侧上部弹性敏感低碳钢元件（20）、右侧半圆形低碳钢连接片（27）和右侧下部弹性敏感低碳钢元件（34），右侧上部弹性敏感低碳钢元件（20）和右侧下部弹性敏感低碳钢元件（34）分别连接在右侧半圆形低碳钢连接片（27）的两端形成U形结构，右侧上部弹性敏感低碳钢元件（20）的端部设置有右侧上卡头（19），其中部设置有右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（21）和右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片（22）；右侧下部弹性敏感低碳钢元件（34）的端部设置有右侧下卡头（35），其中部设置有右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（32）和右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片（33）。

2. 据权利要求1所述的测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，其特征在于：所述左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片(4) 粘贴在左侧上部弹性敏感低碳钢元件（2）的上表面中线位置，左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（3）粘贴在左侧上部弹性敏感低碳钢元件（2）的下表面中线对称位置；左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（14）粘贴在左侧下部弹性敏感低碳钢元件（16）的下表面中线位置，左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片（15）粘贴在左侧下部弹性敏感低碳钢元件（16）的上表面中线对称位置，四片电阻应变片通过屏蔽导线进行全桥连接，接入应变仪形成惠斯特电桥；

右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片(22) 粘贴在右侧上部弹性敏感低碳钢元件（20）的上表面中线位置，右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（21）粘贴在右侧上部弹性敏感低碳钢元件（20）的下表面中线对称位置；右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（32）粘贴在右侧下部弹性敏感低碳钢元件（34）的下表面中线位置，右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片（33）粘贴在右侧下部弹性敏感低碳钢元件（34）的上表面中线对称位置，四片电阻应变片的通过屏蔽导线进行全桥连接，接入应变仪形成惠斯特电桥。

3.据权利要求1所述的测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，其特征在于：左侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片(4)的两根引出线分别与第一屏蔽导线（5）、第二屏蔽导线（7）的一端通过接线端子（18）焊接连接，第一屏蔽导线（5）、第二屏蔽导线（7）的另一端与应变仪对应桥路相连；

左侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（3）的两根引出线分别与第三屏蔽导线（6）、第四屏蔽导线（8）一端通过接线端子焊接连接，第三屏蔽导线（6）、第四屏蔽导线（8）的另一端与应变仪对应桥路相连；

左侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（14）的两根引出线分别与第七屏蔽导线（11）、第八屏蔽导线（13）一端通过接线端子焊接连接，第七屏蔽导线（11）、第八屏蔽导线（13）的另一端与应变仪对应桥路相连；

左侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片（15）的两根引出线分别与第五屏蔽导线（10）、第六屏蔽导线（12）一端通过接线端子焊接连接，第第五屏蔽导线（10）、第六屏蔽导线（12）的另一端与应变仪对应桥路相连；

右侧上部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片(22)的两根引出线分别与第九屏蔽导线（23）、第十屏蔽导线（25）的一端通过接线端子焊接连接，第九屏蔽导线（23）、第十屏蔽导线（25）的另一端与应变仪对应桥路相连；

右侧上部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（21）的两根引出线分别与第十一屏蔽导线（24）、第十二屏蔽导线（26）一端通过接线端子焊接连接，第十一屏蔽导线（24）、第十二屏蔽导线（26）的另一端与应变仪对应桥路相连；

右侧下部弹性敏感低碳钢元件下表面电阻应变片（32）的两根引出线分别与第十五屏蔽导线（29）、第十六屏蔽导线（31）一端通过接线端子焊接连接，第十五屏蔽导线（29）、第十六屏蔽导线（31）的另一端与应变仪对应桥路相连；

右侧下部弹性敏感低碳钢元件上表面电阻应变片（33）的两根引出线分别与第十三屏蔽导线（28）、第十四屏蔽导线（30）一端通过接线端子焊接连接，第十三屏蔽导线（28）、第十四屏蔽导线（30）的另一端与应变仪对应桥路相连。

4.据权利要求1所述的测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，其特征在于：所述双侧位移传感器表面粘贴的电阻应变片的型号相同且电阻值相等。

5.据权利要求1所述的测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，其特征在于：贴片处和连接处涂抹2mm厚度的环氧树脂胶进行绝缘及保护。

6.据权利要求1所述的测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，其特征在于：与应变仪配套使用时第一屏蔽导线（5）、第六屏蔽导线（12）连接在应变仪第一通道的A接线柱上，第二屏蔽导线（7）、第三屏蔽导线（6）连接在应变仪第一通道的B接线柱上，第四屏蔽导线（8）、第七屏蔽导线（11）连接在应变仪第一通道的C接线柱上，第八屏蔽导线（13）、第五屏蔽导线（10）连接在应变仪第一通道的D接线柱上，应变仪设置成全桥测量方式，形成惠斯特电桥；

与应变仪配套使用时第九屏蔽导线（23）、第十四屏蔽导线（30）连接在应变仪第二通道的A接线柱上，第十屏蔽导线（25）、第十一屏蔽导线（24）连接在应变仪第二通道的B接线柱上，第十二屏蔽导线（26）、第十五屏蔽导线（29）连接在应变仪第二通道的C接线柱上，第十六屏蔽导线（31）、第十三屏蔽导线（28）连接在应变仪第二通道的D接线柱上，应变仪设置成全桥测量方式，形成惠斯特电桥。

7.据权利要求1所述的测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，其特征在于：所述水平框架辅助装置包括水平框架东侧横梁（36）、水平框架南侧横梁（37）、水平框架西侧横梁（38）、水平框架北侧横梁（39）和可伸缩支腿（46），所述水平框架东侧横梁（36）、水平框架南侧横梁（37）、水平框架西侧横梁（38）、水平框架北侧横梁（39）焊接成一个矩形平面，四个可伸缩支腿（46）在矩形平面的四个底角垂直于平面焊接连接；在水平框架南侧横梁（37）、水平框架北侧横梁（39）的中点位置用环氧树脂粘贴南侧横梁气泡水平仪（44）和北侧横梁气泡水平仪（45），东北角钢丝线（40）、东南角钢丝线（41）、西南角钢丝线（42）、西北角钢丝线（43）为四根长度相等的钢丝线，东北角钢丝线（40）的一端与左侧半圆形低碳钢连接片（9）的中心位置相连，另一端与水平框架东侧横梁（36）的一端相连；东南角钢丝线（41）的一端与左侧半圆形低碳钢连接片（9）的中心位置相连，另一端与水平框架东侧横梁（36）的另一端相连；西南角钢丝线（42）的一端与右侧半圆形低碳钢连接片（27）的中心位置相连，另一端与水平框架西侧横梁（38）的一端相连；西北角钢丝线（43）与右侧半圆形低碳钢连接片（27）的中心位置相连，另一端与水平框架西侧横梁（38）的另一端相连。

8.据权利要求1所述的测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，其特征在于：所述水平框架东侧横梁（36）、水平框架南侧横梁（37）、水平框架西侧横梁（38）、水平框架北侧横梁（39）、可伸缩支腿（46）为铝合金材质。

9.据权利要求1所述的测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，其特征在于：所述左侧上卡头(1)、左侧下卡头（17）、左侧上部弹性敏感低碳钢元件（2）、左侧下部弹性敏感低碳钢元件（16）和左侧半圆形低碳钢连接片（9）采用低碳钢材料通过线切割技术制造成为一体的弹性敏感低碳钢元件。

10.据权利要求1所述的测量钢筋混凝土构件变形的电阻应变式双侧位移传感器，其特征在于：所述右侧上卡头(19)、右侧下卡头（35）、右侧上部弹性敏感低碳钢元件（20）、右侧下部弹性敏感低碳钢元件（34）和右侧半圆形低碳钢连接片（27）采用低碳钢材料通过线切割技术制造成为一体的弹性敏感低碳钢元件。