CN218955677U - 电阻式表面应变传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型特别涉及一种电阻式表面应变传感器，包括有弹性体，弹性体两侧设置有两个对称的应变座，所述弹性体中部开设有圆形通孔，所述圆形通孔内侧的靠近应变座的一侧贴有四个应变片，所述应变片通过线路连接线缆，线缆设置于一侧的应变座外侧，弹性体的外侧面设置有壳体，弹性体相对于壳体可自由滑动，每个所述应变座上开设有固定孔；本实用新型可以实现同时对被测物体表面同一位置进行两组应变数据的测定，分别可以测定向和纵向两个应变数据；两组测量机构相互独立互不干涉，同时采用连接片将弹性体、壳体以及应变座进行连接，可以保证弹性体在变形的同时壳体与应变座之间可以发生位置移动，并防止弹性体相对壳体角度偏移旋转。

Description

电阻式表面应变传感器

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，特别涉及一种电阻式表面应变传感器。

背景技术

桥梁、建筑、铁路、交通、水电、大坝等工程领域的各种钢结构或混凝土结构表面应变测量，测量安装点的线性变形（应变）与应力。应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器。电阻应变片则是其最常采用的传感元件，以根据电阻体相对于应变(伸缩)的电阻变化来检测应变的方式构成；作为该电阻体，通常使用金属或半导体，它是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。

在对被测物体进行测定应变的时候，常用的传感器只能对同一位置测定一个方向的一组数据，无法实现对同一位置同时测定两个不同方向的数据。例如专利号为CN212205961U的专利文献，同一时间其只能对被测物体表面的位置进行单一数据的测定，如果需要对与其垂直的方向测定数据需要将其拆除重新垂直固定，再对其从测量，虽然能测得两组不同方向得数据，但是极为浪费时间，且两组数据不是同时进行采集，受被测物理每次可能存在受力不同得原因测得数据存在一定的误差。

为了解决上述问题，我们提供了一种可以对被测物体表面进行同时测定两组不同方向应变数据，且方便安装固定的一种电阻式表面应变传感器。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种电阻式表面应变传感器。

本实用新型的目的是这样实现的：电阻式表面应变传感器，包括有弹性体，弹性体采用一次成型结构，弹性体两侧设置有两个对称的应变座，所述弹性体中部开设有圆形通孔，所述圆形通孔内侧的靠近应变座的一侧贴有四个电阻应变片，所述应变片通过线路连接线缆，线缆设置于一侧的应变座外侧，弹性体的外侧面设置有壳体，弹性体相对于壳体可自由滑动，每个所述应变座上开设有固定孔。

进一步的，所述应变座内侧上表面向外突出有连接片，所述连接片外端为弧形结构，连接片后部为条形结构，应变座、弹性体与壳体之间通过连接片连接，连接片外端的弧形结构处开设有圆形通孔，弹性片前后两端对应的设置有连接孔，通过螺栓穿过圆形通孔与连接孔进行连接，实现弹性片与应变座的连接。

进一步的，所述壳体上表面左右对称的位置开设有与连接片相互契合的凹槽，壳体下表面前后对称的位置开设有与连接片相互契合的凹槽，连接片为条形结构，连接片可左右滑动的位于凹槽内，即可保证壳体与应变座之间发生位移，同时可对弹性体进行保护。

进一步的，所述壳体内中部设置有隔板，隔板将壳体内分为上下两个空腔，两个空腔内分别垂直设置有一个弹性体，壳体上部左右侧面相互贯通，壳体下部前后侧面相互贯通；设置有两个相互垂直的弹性体，可以同时对被测物体同一位置进行两个方向的应力测定。

进一步的，所述壳体下部前后侧面的开口处各设置有一个可拆卸的盖板，在需要测定两个不同方向的应力数据时可打开盖板，连接两外一对应变座进行应力测定。

进一步的，所述壳体内下部的弹性体前后侧面分别连接有一个应变座。

进一步的，所述连接片下方的应变座上固定连接有条形卡板，条形卡板可卡入壳体侧面贯通的通孔内，当两个对称的应变座分别与弹性体连接时，两个条形卡板与弹性体侧面相互贴合，防止弹性体发生角度偏移，配合连接片与壳体的连接方式，能限制弹性体与壳体之间的角度偏移。

本实用新型使用时，通过应变座上的固定孔固定在被测的物体表面，当被测表面发生变形时导致两端的应变座发生相对移动，使得内部弹性体发生变形，被粘贴在弹性体上的高性能电阻应变片感知，并通过数采仪器采集；电阻应变片采用低蠕变、高精度电阻应变片，经过严格的粘贴工艺和防潮密封技术措施，最后组成全电桥输出。

弹性体为高柔结构，两端施加70N的力即可产生1000με的形变。被测物产生形变，应力集中至图3上所标注位置，标注位置粘贴4只应变片组成惠斯通全桥可有效增大灵敏度，并减小温度的影响。弹性体采用凝胶灌封，即可保证防水性能，又不影响弹性体的形变。

当需要对同一位置测定物体表面的纵向应变与横向应变时，则可打开壳体前后侧面的盖板，再将一对应变座通过螺栓将连接片与下方的弹性体进行连接，弹性片前后两端对应的设置有连接孔；即可完成在同一位置测定两个不同方向的应力变化。

有益效果：该装置可以实现同时对被测物体表面同一位置进行两组应变数据的测定，分别可以测定向和纵向两个应变数据；两组测量机构相互独立互不干涉，同时采用连接片将弹性体、壳体以及应变座进行连接，可以保证弹性体在变形的同时壳体与应变座之间可以发生位置移动，并防止弹性体相对壳体角度偏移旋转。

附图说明

图1为实用新型的结构示意图。

图2为实用新型的下部结构示意图。

图3为实用新型的上部结构剖视图。

图4为实用新型的壳体结构示意图。

图5为实用新型的两对应变座同时连接时结构示意图。

图6为实用新型的应变座与壳体未连接时结构示意图。

图7为实用新型的应变座结构示意图。

附图标记说明：

1.线缆、2.应变座、3.连接片、4.壳体、5.盖板、6.固定孔、7.电阻应变片、8.弹性体、9.隔板、10.条形卡板。

具体实施方式

实施例1，如图1—7所示，本实用新型的目的是这样实现的：电阻式表面应变传感器，包括有弹性体8，弹性体8采用一次成型结构，弹性体8两侧设置有两个对称的应变座2，所述弹性体8中部开设有圆形通孔，所述圆形通孔内侧的靠近应变座2的一侧贴有四个电阻应变片7，所述电阻应变片7通过线路连接线缆1，线缆1设置于一侧的应变座2外侧，弹性体8的外侧面设置有壳体4，弹性体8相对于壳体4可自由滑动，每个所述应变座2上开设有固定孔6。

应变座2内侧上表面向外突出有连接片3，所述连接片3外端为弧形结构，连接片3后部为条形结构，应变片7、弹性体8与壳体4之间通过连接片3连接，连接片3外端的弧形结构处开设有圆形通孔，弹性片前后两端对应的设置有连接孔，通过螺栓穿过圆形通孔与连接孔进行连接，实现弹性片与应变座2的连接。

壳体4上表面左右对称的位置开设有与连接片3相互契合的凹槽，壳体4下表面前后对称的位置开设有与连接片3相互契合的凹槽，连接片3为条形结构，连接片3可左右滑动的位于凹槽内，即可保证壳体4与应变座2之间发生位移，同时可对弹性体8进行保护。

壳体4内中部设置有隔板9，隔板9将壳体4内分为上下两个空腔，两个空腔内分别垂直设置有一个弹性体8，壳体4上部左右侧面相互贯通，壳体4下部前后侧面相互贯通；设置有两个相互垂直的弹性体8，可以同时对被测物体同一位置进行两个方向的应力测定。壳体4下部前后侧面的开口处各设置有一个可拆卸的盖板5，在需要测定两个不同方向的应力数据时可打开盖板5，连接两外一对应变座2进行应力测定。壳体4内下部的弹性体8前后侧面分别连接有一个应变座2。

本实用新型使用时，通过应变座2上的固定孔6固定在被测的物体表面，当被测表面发生变形时导致两端的应变座2发生相对移动，使得内部弹性体8发生变形，被粘贴在弹性体8上的高性能电阻应变片7感知，并通过数采仪器采集；应变片7采用低蠕变、高精度电阻应变片7，经过严格的粘贴工艺和防潮密封技术措施，最后组成全电桥输出。弹性体8为高柔结构，两端施加70N的力即可产生1000με的形变。被测物产生形变，应力集中至图3上所标注位置，标注位置粘贴4只应变片7组成惠斯通全桥可有效增大灵敏度，并减小温度的影响。弹性体8采用凝胶灌封，即可保证防水性能，又不影响弹性体8的形变。

当需要对同一位置测定物体表面的纵向应变与横向应变时，则可打开壳体4前后侧面的盖板5，再将一对应变座2通过螺栓将连接片3与下方的弹性体8进行连接，弹性片前后两端对应的设置有连接孔；即可完成在同一位置测定两个不同方向的应力变化。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用以限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.电阻式表面应变传感器，包括有弹性体，其特征在于：所述弹性体两侧设置有两个对称的应变座，所述弹性体中部开设有圆形通孔，所述圆形通孔内侧的靠近应变座的一侧贴有四个电阻应变片，所述电阻应变片通过线路连接线缆，线缆设置于一侧的应变座外侧，弹性体的外侧面设置有壳体，弹性体相对于壳体可自由滑动，每个所述应变座上开设有固定孔。

2.根据权利要求1所述电阻式表面应变传感器，其特征在于:所述应变座内侧上表面向外突出有连接片，所述连接片外端为弧形结构，连接边后部为条形结构，应变片、弹性体与壳体之间通过连接片连接。

3.根据权利要求2所述电阻式表面应变传感器，其特征在于:所述壳体上表面左右对称的位置开设有与连接片相互契合的凹槽，壳体下表面前后对称的位置开设有与连接片相互契合的凹槽。

4.根据权利要求3所述电阻式表面应变传感器，其特征在于:所述壳体内中部设置有隔板，隔板将壳体内分为上下两个空腔，两个空腔内分别垂直设置有一个弹性体，壳体上部左右侧面相互贯通，壳体下部前后侧面相互贯通。

5.根据权利要求4所述电阻式表面应变传感器，其特征在于:所述壳体下部前后侧面的开口处各设置有一个可拆卸的盖板。

6.根据权利要求5所述电阻式表面应变传感器，其特征在于:所述壳体内下部的弹性体前后侧面分别连接有一个应变座。

Images