CN214372396U - 一种应变测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应变测量装置，包括用于固设于被测物体表面的两个垫块、与该两个垫块一一对应固接的两支座、一剪刀式结构、一第一应变计；所述剪刀式结构包括第一铰接轴和两个长度相等的刚臂，两个刚臂中部之间通过第一铰接轴铰接；两个刚臂第一端均通过对应的第二铰接轴与两支座一一对应铰接；第一铰接轴与第二铰接轴相互平行；刚臂第一端至第一铰接轴的距离为L1，刚臂第二端至第一铰接轴的距离为L2，其中L2＞L1；第一应变计的两端与两刚臂的第二端一一对应固连。本实用新型能够将被测物体表面发生的应变进行放大，解决了无法测量表面形变较小结构的应变的问题，减小了测量误差，提高了测量精度；操作简单，制造方便、成本低廉、便于携带。

Description

一种应变测量装置

技术领域

本实用新型属于结构检测装置技术领域，特别涉及一种应变测量装置。

背景技术

在工程领域，使用应变计进行应变测量是应用很广泛的一种测量方式。

应变计有电阻式应变计和振弦式应变计等。

电阻式应变计的工作原理是基于半导体材料的压阻效应，在结构受力后，粘贴在结构表面的应变计会随着结构一起发生形变，应变计的电阻从而会产生变化，再通过仪器测得应变计的电阻变化值并转化为应变值。

振弦式应变计的工作原理是当被测结构物内部的应力发生变化时，应变计同步感受形变，形变通过前、后端座传递给振弦并转变成振弦应力的变化，从而改变振弦的振动频率。电磁线圈激振振弦并测量其振动频率，频率信号经电缆传输至读数装置，即可测出被测结构物内部的应变量。

电阻式应变计和振弦式应变计等现有的很多应变计都具有操作简单、造价较低和准确性较高的特点。

现有应变计的缺点为：当被测物体发生的应变非常小时，可能会出现精确度降低或者无法测量的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有应变计在被测物体的应变较小时难以得到精确测量结果的问题，提供一种应变测量装置，能够将被测物体的应变进行放大，从而能够准确测量应变较小的被测物体的应变，提高测量精度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种应变测量装置，其结构特点是包括用于固设于被测物体表面的两个垫块、与该两个垫块一一对应固接的两支座、一剪刀式结构、一第一应变计；所述剪刀式结构包括第一铰接轴和两个长度相等的刚臂，两个刚臂中部之间通过第一铰接轴铰接；两个刚臂第一端均通过对应的第二铰接轴与两支座一一对应铰接；第一铰接轴与第二铰接轴相互平行；刚臂第一端至第一铰接轴的距离为L1，刚臂第二端至第一铰接轴的距离为L2，其中L2＞L1；第一应变计的两端与两刚臂的第二端一一对应固连。

作为一种优选方式，所述垫块用于粘接在被测物体表面；或者所述垫块用于以预埋的方式固定在被测物体表面。

作为一种优选方式，所述支座包括底板和与该底板固连的立柱；各底板与对应的垫块可拆卸相连，各立柱与对应的刚臂的第一端之间通过所述第二铰接轴铰接。

进一步地，还包括第二应变计，第二应变计的两端与两支座上的立柱一一对应固连。

作为一种优选方式，各底板与对应的垫块之间通过螺栓连接。

作为一种优选方式，L2：L1＝(4～6)：1。

作为一种优选方式，L2：L1＝5：1。

作为一种优选方式，所述垫块、支座和刚臂的材质均为钢质材料。

作为一种优选方式，所述第一应变计为电阻式应变计或振弦式应变计。

作为一种优选方式，所述第二应变计为电阻式应变计或振弦式应变计。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，通过剪刀式结构的杠杆原理，能够将被测物体表面发生的应变进行放大，将利用第一应变计得到的测量结果乘以L1/L2，即可得到被测物体的真实应变，从而很好地解决了现有普通应变计无法测量表面形变较小结构的应变的问题，同时也减小了测量误差，提高了测量精度。

第二，当同时安装两个应变计进行测量时，在被测物体的应变较小的情况下，仅利用第一应变计进行测量；而在被测物体的应变较大的情况下，可以基于两个应变计的测量结果对被测物体的真实应变求平均值，从而提高测量精度、减小误差，还可以提高装置的冗余性。

第三，本实用新型操作简单，方便将应变计固定在被测物体表面，简化了测量过程且在测量过程中不会对结构产生任何破坏。

第四，本实用新型除了垫块之外的其它构件都可以进行回收再次利用，制造方便、成本低廉、便于携带。

附图说明

图1为本实用新型一实施例结构示意图。

图2为图1中支座的俯视图(以左边的支座为例示出)。

其中，1为被测物体，2为垫块，3为支座，301为底板，302为立柱，4为螺栓，5为第一应变计，6为第二铰接轴，7为第二应变计，8为剪刀式结构，801为第一铰接轴，802为刚臂。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型所述的应变测量装置包括用于固设于被测物体1表面的两个垫块2、与该两个垫块2一一对应固接的两支座3、一剪刀式结构8、一第一应变计5；所述剪刀式结构8包括第一铰接轴801和两个长度相等的刚臂802，两个刚臂802中部之间通过第一铰接轴801铰接；两个刚臂802第一端均通过对应的第二铰接轴6与两支座3一一对应铰接；第一铰接轴801与第二铰接轴6相互平行；刚臂802第一端至第一铰接轴801的距离为L1，刚臂802第二端至第一铰接轴801的距离为L2，其中L2＞L1，本实施例中，L2：L1＝5：1；第一应变计5的两端与两刚臂802的第二端一一对应固连(以粘接方式或其它方式固接)。

所述垫块2、支座3和刚臂802的材质均为钢质材料。两个刚臂802为钢结构，刚度较大，不会发生弯曲形变，用于保证测量的准确性。

由于L2：L1＝5：1，从而两刚臂802第二端开口的间距为两刚臂802第一端开口的间距的5倍，即，剪刀式结构8上端开口处的位移为下端开口处位移的5倍，上端开口处第一应变计5所测的应变为被测物体1应变的5倍，下端开口处第二应变计7所测的应变(假设能够准确检测到)为被测物体1的应变，从而通过剪刀式结构8的杠杆原理将被测物体1表面所产生的应变进行了放大。

所述垫块2用于粘接在被测物体1表面；或者所述垫块2用于以预埋的方式固定在被测物体1表面。

所述支座3包括底板301和与该底板301固连的立柱302。

本实施例中，垫块2为钢板，其上预留了螺栓孔，且钢板的下表面较粗糙增大与被测物体1表面的摩擦力，提高固定效果。

各底板301与对应的垫块2之间通过螺栓4连接。

本实施例中，各立柱302的一个侧面与对应的刚臂802的第一端之间通过所述第二铰接轴6铰接。

本实用新型还包括第二应变计7，第二应变计7的两端与两支座3上的立柱302一一对应固连(以粘接方式或其它方式固接)。

所述第一应变计5为电阻式应变计、振弦式应变计或其它应变计。所述第二应变计7为电阻式应变计或振弦式应变计或其它应变计。在附图1中，仅示出第一应变计5和第二应变计7的采集部分，第一应变计5和第二应变计7还包括读数装置，采集部分采集到应力后，由读数装置显示输出应力值。读数装置在附图中未示出，但并不影响对本实用新型的理解和实现。

当第一应变计5和第二应变计7安装固定好后，被测物体1上两个垫块2的位置根据两个底板301之间的间距进行确定。

本实用新型中，两个垫块2能够跟随被测物体1表面一起发生形变。垫块2发生形变，从而带动与垫块2固连的两个支座3之间相对移动(其中，垫块2与被测物体1之间、垫块2与支座3之间均不发生相对移动)，最终导致剪刀式结构8的两个刚臂802绕第一铰接轴801在垂直平面内自由旋转，即，剪刀式结构8利用杠杆原理将被测物体1所产生的形变进行放大。

在使用本实用新型提供的应变测量装置时，首先将被测物体1的待测区域打磨平整，然后根据两个底板301的间距确定垫块2的位置，用AB胶将垫块2固定在被测物体1待测区域的表面上。垫块2固定之后，便可将底板301通过螺栓4固定在垫块2上，安装完成之后便可开始收集数据。由于剪刀式结构8上端开口的位移为下端开口的5倍，所以剪刀式结构8上端开口处第一应变计5所测的应变为被测物体1实际所发生的应变的5倍，下端立柱302之间固定的第二应变计7所测得的应变即为被测物体1本身所产生的应变。

在收集数据时，在被测物体1的应变较小的情况下，仅利用第一应变计5进行测量。在被测物体1的应变较大的情况下，测量结果为将第一应变计5所测结果除以5再和第二应变计7所测结果取平均值，从而得到较为准确的被测物体1所产生的应变值。在被测物体1的应变较大的情况下，若两应变计之一出现故障，可以直接用无故障的应变计直接测量，冗余性高。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应变测量装置，其特征在于，包括用于固设于被测物体(1)表面的两个垫块(2)、与该两个垫块(2)一一对应固接的两支座(3)、一剪刀式结构(8)、一第一应变计(5)；所述剪刀式结构(8)包括第一铰接轴(801)和两个长度相等的刚臂(802)，两个刚臂(802)中部之间通过第一铰接轴(801)铰接；两个刚臂(802)第一端均通过对应的第二铰接轴(6)与两支座(3)一一对应铰接；第一铰接轴(801)与第二铰接轴(6)相互平行；刚臂(802)第一端至第一铰接轴(801)的距离为L1，刚臂(802)第二端至第一铰接轴(801)的距离为L2，其中L2＞L1；第一应变计(5)的两端与两刚臂(802)的第二端一一对应固连。

2.如权利要求1所述的应变测量装置，其特征在于，所述垫块(2)用于粘接在被测物体(1)表面；或者所述垫块(2)用于以预埋的方式固定在被测物体(1)表面。

3.如权利要求1所述的应变测量装置，其特征在于，所述支座(3)包括底板(301)和与该底板(301)固连的立柱(302)；各底板(301)与对应的垫块(2)可拆卸相连，各立柱(302)与对应的刚臂(802)的第一端之间通过所述第二铰接轴(6)铰接。

4.如权利要求3所述的应变测量装置，其特征在于，还包括第二应变计(7)，第二应变计(7)的两端与两支座(3)上的立柱(302)一一对应固连。

5.如权利要求3所述的应变测量装置，其特征在于，各底板(301)与对应的垫块(2)之间通过螺栓(4)连接。

6.如权利要求1至5任一项所述的应变测量装置，其特征在于，L2：L1＝(4～6)：1。

7.如权利要求6所述的应变测量装置，其特征在于，L2：L1＝5：1。

8.如权利要求1至5任一项所述的应变测量装置，其特征在于，所述垫块(2)、支座(3)和刚臂(802)的材质均为钢质材料。

9.如权利要求1所述的应变测量装置，其特征在于，所述第一应变计(5)为电阻式应变计或振弦式应变计。

10.如权利要求4所述的应变测量装置，其特征在于，所述第二应变计(7)为电阻式应变计或振弦式应变计。

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