本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感器高精度標(biāo)定架，由前端板、后端板以及連接前端板和后端板的中間固定架組成，在前端板和后端板之間滑動(dòng)的設(shè)置有固定框架，該固定框架包括第一拖動(dòng)板和第二拖動(dòng)板，第一拖動(dòng)板和第二拖動(dòng)板套在固定桿上，且第一拖動(dòng)板和第二拖動(dòng)板之間固定連接，在第二拖動(dòng)板上連接一差動(dòng)絲桿，該差動(dòng)絲桿的另一端與一連接在后端板上的圓形手柄連接，在前端板和第一拖動(dòng)板上均設(shè)置有千分表和兩個(gè)夾具，在兩個(gè)夾具的相對(duì)表面上均設(shè)置有3～20個(gè)墊塊槽，在每個(gè)墊塊槽內(nèi)設(shè)置有傳感器裝夾墊塊，所述的墊塊為軟金屬塊。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)標(biāo)定架結(jié)構(gòu)布置合理、剛度大、差動(dòng)絲桿旋進(jìn)速度可調(diào)且控制精度高，堅(jiān)固耐用。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)專(zhuān)利涉及一種長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感器標(biāo)定架，標(biāo)定架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、剛度大、推進(jìn)精度控制高，特別適合長(zhǎng)標(biāo)距及比較脆弱的應(yīng)變傳感器標(biāo)定，可同時(shí)對(duì)多個(gè)傳感器進(jìn)行高精度的標(biāo)定，屬于傳感
技術(shù)介紹
光纖傳感器是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型傳感器件，具有許多傳統(tǒng)傳感器所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)如抗電磁干擾、電絕緣性好、靈敏度高、重量輕、抗腐蝕、耐久性好、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。特別是光纖光柵傳感器除了上述優(yōu)點(diǎn)外，還具有良好的動(dòng)態(tài)測(cè)量性能，經(jīng)過(guò)用纖維復(fù)合材料(FRP)、毛細(xì)鋼管等封裝后，大幅提高了 FBG光纖傳 感器的抗沖擊、抗破壞及抵御惡劣環(huán)境的能力。因而，光纖光柵傳感器在土木、交通、巖土等工程領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于光纖傳感器通常非常纖細(xì)，如裸光纖光柵直徑只有125μ ε，且其主要成分為SiO2,比較脆弱，抗剪能力差，在土木工程粗放式施工條件下難以存活。因此，為了適應(yīng)土木、交通、巖土等工程的檢測(cè)需求，需要對(duì)脆弱的光纖傳感器進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，即對(duì)其封裝，同時(shí)需要對(duì)“點(diǎn)”式的傳感器進(jìn)行長(zhǎng)標(biāo)距化處理才能應(yīng)用于土木、交通、巖土等實(shí)際工程。目前，出現(xiàn)了多種封裝工藝，不同封裝材料對(duì)于光纖傳感器的應(yīng)變敏感度系數(shù)有一定的影響，需要經(jīng)常對(duì)裸光纖傳感器和封裝光纖傳感器進(jìn)行標(biāo)定。傳感器的準(zhǔn)確標(biāo)定是其進(jìn)行正常工作的前提，不同種類(lèi)的傳感器其標(biāo)定方法也存在較大的區(qū)別。應(yīng)變傳感器的常用標(biāo)定方法為載體法，即將光纖光柵粘貼于載體(鋼板、鋼筋或等強(qiáng)度梁等)上，然后使載體產(chǎn)生應(yīng)變，間接地使光纖光柵產(chǎn)生應(yīng)變，而測(cè)量載體的應(yīng)變則是通過(guò)電阻式應(yīng)變片來(lái)測(cè)量。如，等強(qiáng)度梁法、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)拉伸鋼板法等。然而，電阻式應(yīng)變片存在離散性大、精度不高等缺點(diǎn)，而且光線(xiàn)光柵與載體的粘結(jié)界面存在一定的滑移，很難準(zhǔn)確得到載體及光纖光柵的實(shí)際應(yīng)變，標(biāo)定結(jié)果存在比較大的誤差。參考文獻(xiàn)I(CN201811755U)給出一種新型傳感器標(biāo)定臺(tái)，由固定框架、移動(dòng)框架和絲桿推進(jìn)機(jī)構(gòu)組成，通過(guò)變速箱使絲桿移動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是速度控制方便、絲桿推進(jìn)精度較高，但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，傳感器的裝夾不便且易對(duì)脆弱的傳感器(裸光纖光柵傳感器等)造成損傷；該標(biāo)定臺(tái)每次只能對(duì)單個(gè)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，且傳感器的標(biāo)定距離小。針對(duì)長(zhǎng)標(biāo)距光纖傳感器的標(biāo)定，常用的傳感器標(biāo)定架存在較多問(wèn)題。如，可標(biāo)定長(zhǎng)度短，主要針對(duì)“點(diǎn)”式傳感器的標(biāo)定；墊塊用的是鋼片、拖動(dòng)板移動(dòng)速度太快且控制不便、夾具容易產(chǎn)生變形、夾具之間距離變化困難、沒(méi)有千分表固定架等問(wèn)題。針對(duì)光纖傳感器(特別是長(zhǎng)標(biāo)距光纖傳感器)標(biāo)定存在的技術(shù)難題，本技術(shù)提出了相應(yīng)的解決方案，錨固墊塊是由紫銅、黃銅或鋁材料制成，由于紫銅、黃銅、鋁的彈性模量比光纖材料SiO2的低，加上夾具8、定位鋼板2和拖動(dòng)鋼板4的墊塊槽都具有條狀刻痕，因而在用這些材料制成的錨固墊塊錨固光纖傳感器時(shí)(特別是裸光纖傳感器)，既保證了標(biāo)定時(shí)不會(huì)夾壞裸光纖，又防止了墊塊滑移；同時(shí)，增加了夾具和固定桿的長(zhǎng)度，可以對(duì)多個(gè)長(zhǎng)標(biāo)距傳感器進(jìn)行同時(shí)標(biāo)定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的主要目的是解決長(zhǎng)標(biāo)距、脆弱傳感器的批量標(biāo)定技術(shù)難題，提供一種高精度的長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感器標(biāo)定架及其標(biāo)定技術(shù)。該標(biāo)定架剛度大、穩(wěn)定性好，裝夾裝置不會(huì)對(duì)傳感器造成任何損傷且能保證其裝夾牢固，不存在滑移現(xiàn)象；可以對(duì)標(biāo)距長(zhǎng)度為300cm以?xún)?nèi)的長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感器進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，而且可以同時(shí)對(duì)多個(gè)長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感器進(jìn)行標(biāo)定，具體裝夾數(shù)量由夾具的寬度而定。另外一個(gè)特點(diǎn)是采用差動(dòng)絲桿，可以對(duì)推進(jìn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)推進(jìn)速度的精確控制。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)采用的技術(shù)方案是一種長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感器標(biāo)定架，由前端板、后端板以及連接前端板和后端板的中間固定架組成，在前端板和后端板之間滑動(dòng)的設(shè)置有固定框架，該固定框架包括第一拖動(dòng)板和第二拖動(dòng)板，第一拖動(dòng)板和第二拖動(dòng)板套在固定桿上，且第一拖動(dòng)板和第二拖動(dòng)板之間固定連接，在第二拖動(dòng)板上連接一差動(dòng)絲桿，該差動(dòng)絲桿的另一端與一連接在后端板上·的圓形手柄連接，在前端板和第一拖動(dòng)板上均設(shè)置有千分表和兩個(gè)夾具，在兩個(gè)夾具的相對(duì)表面上均設(shè)置有3 20個(gè)墊塊槽，在每個(gè)墊塊槽內(nèi)設(shè)置有傳感器裝夾墊塊，所述的墊塊為軟金屬塊。所述的金屬塊為黃銅塊、紫銅塊或鋁塊。所述的固定架由三根固定桿組成，三根固定桿成等腰三角形布置。所述的圓形手柄通過(guò)手柄固定桿與差動(dòng)絲桿剛性連接。所述的千分表通過(guò)千分表支架固定于固定框架上，千分表測(cè)量軸和第二拖動(dòng)板緊密接觸。墊塊槽內(nèi)具有條狀刻痕。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)加載裝置采用圓形手柄的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)差動(dòng)絲桿帶動(dòng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)，從而直接給待標(biāo)定的傳感器施加應(yīng)變，圓形手柄每圈的進(jìn)給量可通過(guò)差動(dòng)絲桿6在O. 02mm O. Imm范圍內(nèi)進(jìn)行控制，可滿(mǎn)足不同類(lèi)型長(zhǎng)標(biāo)距傳感器的標(biāo)定需求。錨固墊塊是由黃銅、紫銅或鋁等軟金屬制成，黃銅、紫銅及鋁相比于傳統(tǒng)標(biāo)定架用的鋼材要軟，同時(shí)通過(guò)在墊塊槽內(nèi)設(shè)置刻痕，這樣對(duì)長(zhǎng)標(biāo)距傳感器的夾持既不會(huì)夾壞傳感器也不會(huì)出現(xiàn)相對(duì)滑移。附圖說(shuō)明圖I是本技術(shù)長(zhǎng)標(biāo)距光纖光柵應(yīng)變傳感器標(biāo)定架的俯視圖。圖2是圖I的側(cè)視圖。圖3是本技術(shù)夾具結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本技術(shù)標(biāo)定曲線(xiàn)圖。圖中各部分名稱(chēng)I、如端板；2、后端板；3、弟一拖動(dòng)板；4、弟_■拖動(dòng)板；5、圓形手柄；6、夾具；7、千分表；8、差動(dòng)絲桿；9、固定桿；10、傳感器夾緊用螺釘；11、傳感器裝夾上墊塊；12、傳感器裝夾下墊塊；13、螺栓。具體實(shí)施方式如圖I、圖2以及圖3所示，本技術(shù)長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感器標(biāo)定架，由固定框架、移動(dòng)機(jī)構(gòu)和裝夾及測(cè)量裝置等部分構(gòu)成。通過(guò)移機(jī)構(gòu)的精確移動(dòng)給待標(biāo)定長(zhǎng)標(biāo)距傳感器直接施加應(yīng)變，不會(huì)出現(xiàn)相對(duì)滑移和間接法(如載體法等)所出現(xiàn)的應(yīng)變損失，且應(yīng)變大小可以直接通過(guò)千分表進(jìn)行精確測(cè)量，因而標(biāo)定的精度高。固定框架是該標(biāo)定架的主體部分，移動(dòng)機(jī)構(gòu)和裝夾及測(cè)量裝置安裝在固定框架上。固定框架由前端板I、后端板2、三根固定桿9和固定螺帽組成；其中，三根固定桿9在空間呈等腰三角形分布且相互平行，通過(guò)固定螺栓與前端板I和后端板2剛性連接，固定桿9與前后端板也可以通過(guò)焊接連接。標(biāo)定架的整體剛度主要決定于三根固定桿9的剛度，因而為保證標(biāo)定架的剛度，固定桿9的直徑通常大于8mm，而且需要有比較高的同軸度。第一拖動(dòng)板3和第二拖動(dòng)板4可在固定桿9上自由移動(dòng)，所能標(biāo)定的長(zhǎng)標(biāo)距傳感器標(biāo)距長(zhǎng)度可在一定范圍能變動(dòng)。固定桿9的最大長(zhǎng)度決定了所能標(biāo)定長(zhǎng)標(biāo)距傳感器的最大標(biāo)距長(zhǎng)度，其設(shè)計(jì)長(zhǎng)度則根據(jù)所要標(biāo)定的長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感器的標(biāo)距長(zhǎng)度而定，通常 可以標(biāo)定標(biāo)距長(zhǎng)度在O. 5mm-300cm之間的任意標(biāo)距長(zhǎng)度的傳感器。移動(dòng)機(jī)構(gòu)是該標(biāo)定架的推進(jìn)部分，采用差動(dòng)絲桿不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且推進(jìn)速度可控性好、移動(dòng)的控制精度高，由第一拖動(dòng)板3、第二拖動(dòng)板4、二根連接桿、差動(dòng)絲桿8、圓形手柄5、圓形手柄固定桿和固定螺帽組成。其中，第一拖動(dòng)板3和第二拖動(dòng)板4通過(guò)安裝孔安裝于上面兩根固定桿9且可在固定桿上自由移動(dòng),第一拖動(dòng)板3和第二拖動(dòng)板4通過(guò)兩根連接桿剛性連接，第一拖動(dòng)板3、第二拖動(dòng)板4和二根連接桿構(gòu)成了一個(gè)移動(dòng)框架,連接桿的長(zhǎng)度主要根據(jù)絲桿的最大推進(jìn)量和傳感器的標(biāo)距長(zhǎng)度而設(shè)計(jì)，其長(zhǎng)度越小移動(dòng)框架的剛度越大、推進(jìn)的控制精度越高；差動(dòng)絲桿8與第一拖動(dòng)板3通過(guò)螺紋連接，圓形手柄5通過(guò)手柄固定桿與差本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種長(zhǎng)標(biāo)距應(yīng)變傳感器高精度標(biāo)定架，其特征在于：由前端板、后端板以及連接前端板和后端板的中間固定架組成，在前端板和后端板之間滑動(dòng)的設(shè)置有固定框架，該固定框架包括第一拖動(dòng)板和第二拖動(dòng)板，第一拖動(dòng)板和第二拖動(dòng)板套在固定桿上，且第一拖動(dòng)板和第二拖動(dòng)板之間固定連接，在第二拖動(dòng)板上連接一差動(dòng)絲桿，該差動(dòng)絲桿的另一端與一連接在后端板上的圓形手柄連接，在前端板和第一拖動(dòng)板上均設(shè)置有千分表和兩個(gè)夾具，在兩個(gè)夾具的相對(duì)表面上均設(shè)置有3～20個(gè)墊塊槽，在每個(gè)墊塊槽內(nèi)設(shè)置有傳感器裝夾墊塊，所述的墊塊為軟金屬塊。
【技術(shù)特征摘要】
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊才千，鄔植樹(shù)，吳智深，夏葉飛，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：東南大學(xué)，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：
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