RU2012105634A - Тензометрический датчик и система определения пространственного положения таких датчиков - Google Patents

Abstract

1. Тензометрический датчик, содержащий подложку (2) для установки элемента (3), подвергаемого обратимому удлинению под действием силы, прикладываемой во время изменения сопротивления указанного элемента, и выполненного с возможностью удлинения вдоль измерительной оси датчика (1),отличающийся тем, чтоон содержит по меньшей мере один контрастный объект (5, 6), выполненный с возможностью отражения падающего светового пучка и расположенный на указанном датчике в заданном положении, что позволяет определить центр измерительной оси (4) указанного тензометрического датчика (1) путем определения положения указанного по меньшей мере одного контрастного объекта (5, 6), который представляет собой объект с обратным отражением.2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он содержит отдельный контрастный объект (5, 6), содержащий по меньшей мере один маркирующий элемент для определения измерительной оси (4) указанного тензометрического датчика (1).3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он содержит два контрастных объекта (5, 6), выровненных вдоль указанной измерительной оси (4) и расположенных равноудаленно от центральной точки указанного тензометрического датчика (1).4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он содержит три не выровненных контрастных объекта, расположенных на внешней поверхности подложки (2), так чтобы определять центральную точку тензометрического датчика (1) способом триангуляции, причем один из контрастных объектов (5, 6) имеет форму, отличную от формы двух других контрастных объектов (5, 6), и/или размеры, отличные от их размеров, и расположен на указанной измерительной оси (4), проходящей через центральную точку датчика.5. Датчик �

Claims (14)

1. Тензометрический датчик, содержащий подложку (2) для установки элемента (3), подвергаемого обратимому удлинению под действием силы, прикладываемой во время изменения сопротивления указанного элемента, и выполненного с возможностью удлинения вдоль измерительной оси датчика (1),

отличающийся тем, что

он содержит по меньшей мере один контрастный объект (5, 6), выполненный с возможностью отражения падающего светового пучка и расположенный на указанном датчике в заданном положении, что позволяет определить центр измерительной оси (4) указанного тензометрического датчика (1) путем определения положения указанного по меньшей мере одного контрастного объекта (5, 6), который представляет собой объект с обратным отражением.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он содержит отдельный контрастный объект (5, 6), содержащий по меньшей мере один маркирующий элемент для определения измерительной оси (4) указанного тензометрического датчика (1).

3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он содержит два контрастных объекта (5, 6), выровненных вдоль указанной измерительной оси (4) и расположенных равноудаленно от центральной точки указанного тензометрического датчика (1).

4. Датчик по п.1, отличающийся тем, что он содержит три не выровненных контрастных объекта, расположенных на внешней поверхности подложки (2), так чтобы определять центральную точку тензометрического датчика (1) способом триангуляции, причем один из контрастных объектов (5, 6) имеет форму, отличную от формы двух других контрастных объектов (5, 6), и/или размеры, отличные от их размеров, и расположен на указанной измерительной оси (4), проходящей через центральную точку датчика.

5. Датчик по п.1, отличающийся тем, что контрастные объекты (5, 6) являются кругообразными объектами с обратным отражением.

6. Датчик по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что он также содержит опознавательный элемент (7), расположенный на внешней поверхности подложки (2) и позволяющий индивидуально распознавать указанный датчик.

7. Система для определения пространственного положения тензометрических датчиков, расположенных на внешней поверхности элемента конструкции, отличающаяся тем, что

указанные тензометрические датчики представляют собой тензометрические датчики по любому из пп.1-6,

указанная система содержит оптическую измерительную систему для определения в области наблюдения указанной системы пространственного положения контрастных объектов (контрастного объекта) (5, 6) каждого из указанных тензометрических датчиков в системе координат, связанной с указанным элементом конструкции, и

вычислительный блок для определения, на основании пространственного положения контрастных объектов (5, 6), расположенных в области наблюдения, - положения центральной точки каждого датчика и ориентации указанного датчика в системе координат, связанной с указанным элементом конструкции.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что ее оптическая измерительная система также содержит устройство для считывания информации с каждого из указанных опознавательных элементов (7) для того, чтобы сопоставить опознавательные элементы датчиков с положением центральной точки каждого датчика (1) и его ориентацией в системе координат, связанной с указанным элементом конструкции.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что ее оптическая измерительная система содержит самопозиционирующийся портативный датчик для пространственных измерений, содержащий лазерное проекционное устройство, пару по меньшей мере из двух линз и фотодетекторов и выполненный с возможностью формирования двухмерных изображений от каждого фотодетектора, и по меньшей мере один блок обработки изображений для обработки указанной пары двухмерных изображений.

10. Система по п.9, отличающаяся тем, что оптическая измерительная система содержит беспроводной передатчик для передачи указанной пары двухмерных изображений от пространственного портативного измерительного датчика в блок обработки изображений.

11. Система по любому из пп.7-10, отличающаяся тем, что вычислительный блок соединен с запоминающим устройством, содержащим по меньшей мере один файл, получающий информацию о положении и ориентации каждого датчика в системе координат, связанной с указанным элементом конструкции в дополнение к измерению изменения в сопротивлении и опознаванию указанного датчика.

12. Способ определения пространственного положения тензометрических датчиков, расположенных на внешней поверхности элемента конструкции, отличающийся тем, что

указанные тензометрические датчики представляют собой тензометрические датчики по любому из пп.1-6,

задают систему координат, связанную с элементом конструкции,

перемещают оптическую измерительную систему на внешней поверхности элемента конструкции, определяя в области наблюдения системы пространственное положение контрастных объектов (5, 6) каждого из указанных тензометрических датчиков в указанной системе координат,

на основании пространственного положения контрастных объектов (5, 6), расположенных в указанной области наблюдения, определяют положение центральной точки каждого датчика в дополнение к ориентации указанного датчика в системе координат, связанной с элементом конструкции.

13. Способ определения положения по п.12, отличающийся тем, что опознавательный элемент (7) каждого из тензометрических датчиков, расположенных в области наблюдения, также определяют одновременно.

14. Силоизмерительная система элемента конструкции, содержащая

набор тензометрических датчиков, предназначенных для расположения на внешней поверхности указанного элемента конструкции, так что каждый из тензометрических датчиков регистрирует деформацию, относящуюся к области указанного элемента конструкции, с которой тензометрический датчик находится в контакте, как изменение электрического сопротивления тензометрического датчика, и

блок электрической схемы, соединенный с тензометрическим датчиком и преобразующий изменение сопротивления в выходной сигнал, отличающаяся тем, что

указанные тензометрические датчики представляют собой тензометрические датчики по любому из пп.1-6,

указанная система содержит оптическую измерительную систему для определения в области наблюдения указанной системы пространственного положения контрастных объектов (контрастного объекта) (5, 6) каждого из указанных тензометрических датчиков в системе координат, связанной с указанным элементом конструкции, и

вычислительный блок для определения, на основании пространственного положения контрастных объектов (5, 6), расположенных в области наблюдения, - положения центральной точки каждого датчика и ориентации указанного датчика в системе координат, связанной с указанным элементом конструкции.