一種“三角形”位移傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種位移傳感器，適用于結構構件之間的位移、材料的彈性模量和泊 松比試驗，特別適用于木結構構件的變形和構件與構件之間的位移的試驗。
【背景技術】
[0002] 應用應變片可以制成測量各種參數(shù)的傳感器，它們具有靈敏度高、精度高、輸出為 電信號以及便于自動記錄和進行數(shù)據(jù)處理等優(yōu)點，已被廣泛使用。應變式傳感器按用途可 以分為測力傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、加速度傳感器等，原理應用是將應變片粘貼 在彈性元件上，并接成一定的橋路，當彈性元件受力變形后，電橋就有電信號輸出，應用測 量儀器就可以測出所需要的參數(shù)。
[0003] 應變式傳感器的彈性元件可以采用不同形式，常用的有梁式、弓形形式和彈簧組 合式三種彈性元件的位移傳感器。 現(xiàn)有技術一，懸臂梁應變式位移傳感器，它的原理是將應變片粘貼在彈性元件上，并接 成一定的橋路，當彈性元件受力變形后，電橋就有電信號輸出，應用測量儀器即可測出所需 要的參數(shù)。
[0004] 現(xiàn)有技術二，國內(nèi)生產(chǎn)的應變式懸臂梁、彈簧組合式位移傳感器，其組成元件有懸 臂梁、圓柱螺旋彈簧、導桿和標尺等。在懸臂梁固定端附近粘貼應變片，當測點位移傳遞給 導桿后，導桿帶動彈簧，使彈簧伸長，并使懸臂梁產(chǎn)生彎曲變形。因此，測點的位移是彈簧伸 長量和懸臂梁自由端位移之和。
[0005] 還能夠獲得的現(xiàn)有理論和技術如下：
[1]吳宗岱，陶寶褀.應變電測原理及技術.國防工業(yè)出版社，1982, 292~377。
[0006] [2]陶寶褀，王妮.電阻應變式傳感器.國防工業(yè)出版社，1993,149~158。
[0007] [3]曹天捷.集中力作用下懸臂梁幾何中軸的彈性大撓度分析.中國民航大學 學報，2007，Vol. 25，No. 5。
[0008] [4]葛如海，儲志俊.懸臂梁集中載荷大撓度彎曲變形的一種解.應用力學學 報，1997, VoL 14, No. 4。
[0009] [5]張彥兵，劉永前.懸臂梁自由端受集中載荷作用考慮幾何非線性時的位 移函數(shù)·國防交通工程與技術，2005, VoL 3,41~42。
[0010] [6]武漢水利電力學院編·工程力學(材料力學）·高等教育出版社，1986,186~ 363〇
[0011] [7]李銀山等.Maple材料力學·機械工業(yè)出版社，2009,109~159。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] -種"三角形"位移傳感器是位移應變轉換元件上設置應變片，將應變片構成橋路 連接應變儀；位移應變轉換元件通過彈性元件連接組成"三角形"位移傳感器。"三角形"位 移傳感器根據(jù)具體情況，通過改變彈性元件的幾何尺寸，可以測量小位移和大位移。
[0013] 將"三角形"位移傳感器的一端固定在參考位置，另一端固定在位移活動端。傳 感器的活動端位移時，位移與位移應變轉換元件上的應變片處的應變呈線性關系。本發(fā)明 結構簡單，重復性好，精度高、靈敏度高，制作、安裝方便，成本低，適用于結構構件之間的位 移、材料的彈性模量和泊松比試驗，特別適用于木結構構件的變形和構件與構件的位移的 試驗。
[0014] 一種"三角形"位移傳感器，其特征是： 位移應變轉換元件； 所述位移應變轉換元件（1)呈三角形；其上設置有應變片（2)并構成橋路，將構成的橋 路（2)連接應變儀； 位移應變轉換元件（1)的兩個自由端（3)、（4)，分別連接彈性元件（5)、（6)的一端，彈 性元件（5)的另一端連接參考固定端，彈性元件（6)的另一端連接位移活動端。當彈性元件 (6)活動端位移時，位移與應變片（2)處的應變呈線性關系。
[0015] 如權利要求所述的"三角形"位移傳感器，其特征是： 位移應變轉換元件（1)由薄形彈性金屬材料制成；呈三角形狀，有兩個對稱可伸縮的 自由端（3)、（4)。根據(jù)測量對象預先估計的位移大小，選擇位移應變轉換元件（1)的幾何尺 寸，確保測量的精度。
[0016] 如權利要求所述的"三角形"位移傳感器，其特征是： 彈性元件（5)、（6)是拉簧。它們的一端分別與位移應變轉換元件（1)的自由端（3)、 (4)連接；另一端分別連接參考固定端和位移活動端。根據(jù)測量對象預先估計的位移大小， 選擇彈性元件（5)、（6)的型號。根據(jù)測量對象預先估計的位移大小和安裝所述的"三角形" 位移傳感器的位置，位移應變轉換元件（1)的自由端（3)可以不用連接彈性元件（5)直接連 接參考固定端。根據(jù)測量對象預先估計的位移大小和安裝所述的"三角形"位移傳感器的 位置，位移應變轉換元件（1)的自由端（3)、（4)可以不用連接彈性元件（5)、（6)，位移應變 轉換元件（1)的自由端（3)直接連接參考固定端，位移應變轉換元件（1)的自由端（4)直接 連接位移活動端。
[0017] 如權利要求所述的"三角形"位移傳感器，其特征是： 安裝"三角形"位移傳感器時，根據(jù)情況確定參考固定端與位移活動端的距離(標距)， 這個距離使位移應變轉換元件（1)的自由端（3)、（4)能預先張開一定長度，確保測量的精 度。
[0018] "三角形"位移傳感器的使用方法是按下列步驟進行的： 第一步：根據(jù)情況確定固定端與位移活動端的距離(標距)。
[0019] 第二步：根據(jù)測量對象預先估計的位移大小和安裝所述的"三角形"位移傳感器的 位置，決定是否在位移應變轉換元件（1)的自由端（3)、（4)連接彈性元件（5)、（6)。
[0020] 第三步：將"三角形"位移傳感器連接參考固定端與位移活動端，將構成的橋路 (2)連接應變儀。
[0021] 第四步：當位移活動端位移時，"三角形"傳感器位移應變轉換元件（1)上應變片 (2)處的應變與位移呈線性關系；用應變儀測量位移時應變片（2)處的應變。
[0022] 第五步：根據(jù)標定的應變與位移關系式確定位移。應變與位移關系式為： 尸=々f 其中，J為位移，f為應變，々為比例系數(shù)，A為常數(shù)。
[0023] 實現(xiàn)本發(fā)明所提供的一種"三角形"位移傳感器，與現(xiàn)有技術相比，其所具有的優(yōu) 點與積極效果在于： 實現(xiàn)了一種新的位移應變轉換元件一一三角形位移應變轉換元件，為應變式位移傳感 器的位移應變轉換元件增加了一種新的結構形式?？朔爽F(xiàn)有應變式位移傳感器技術的制 作周期長、成本高、安裝時不方便、不宜非專業(yè)生產(chǎn)廠家的人員制作等問題。
[0024] 本發(fā)明的"三角形"位移傳感器，適用于結構構件之間的位移、材料的彈性模量和 泊松比試驗，特別適用于木結構構件的變形和構件與構件的位移的試驗。它具有結構簡單、 線性好、靈敏度高、精度高、重復性好、安裝方便、便于制作、制作成本低等特征；輸出為電信 號，便于自動記錄和進行數(shù)據(jù)處理。
【附圖說明】
[0025] 圖1 :三角形位移應變轉換元