[發明專利]用于測量內應力的應變片花

無效

• 申請號: 200880124930.0
• 申請日: 2008-11-24
• 公開（公告）號: CN101965506A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: S·克萊因;T·克萊克爾斯
• 申請（專利權）人: 霍廷格-鮑德溫測量技術設備公司
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L1/22
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 曾立

技術領域

本發明涉及一種如權利要求1和10的前序部分所述的用于根據鉆孔方法測量工件上的內應力的應變片花。

背景技術

對于確定的工件或者構件通常有必要確定在其中是否存在內應力及其大小和方向。在此，構件中的在沒有外部的機械載荷的情況下起作用并且處于空間上均勻的并且時間上恒定不變的溫度場下的應力理解為內應力。

為了測量這樣的內應力給出了不同的檢驗方法，通過這些檢驗方法可以求出在表面上和在材料內部的內應力狀況。在表面附近直到幾毫米深度的區域中通常使用鉆孔方法。在此，構件的應確定內應力的確定位置上鉆出一個孔，該孔的直徑和鉆孔深度取決于試樣厚度。在材料中存在的內應力的一部分通過這個孔釋放，由此在鉆孔邊緣附近出現可測量的變形。

然后，通過測量該鉆孔區域中的變形可以推斷出作用的內應力。為此例如必須通過施加三個圍繞鉆孔的成組應變片求出在三個不同方向上的應變。但在該方法中只能夠使用相對小的應變片，因為只在緊靠鉆孔的周圍存在在相對伸長與引起的內應力分量之間的很大程度的模擬。

從DE-OS?2558768已知這種方法和為此使用的應變片花。在此，該應變片花包括一個載體箔，在該載體箔上圍繞一個中心的中點在0°、45°和90°的角度位置安置三個測量柵。在根據鉆孔方法的內應力測量中存在的困難在于：工件必須精確地在粘上的花的中心進行鉆孔。因為在鉆孔沒有中心地設置的情況下所述以不同的徑向間距安置的應變測量柵檢測與間距有關的應變，而這導致測量誤差。因此，應變片花以其中點精確定心地粘在印制電路板上，其中，在該電路板的中心焊上一個定心套筒。在此，在該定心套筒中設置一個中心的鉆孔，在該鉆孔中置入一個定心銷。然后將該應變片花粘在要被檢驗的工件上。

然后為了精確地加工鉆孔，一個由具有鉆頭導向裝置的U形金屬架組成的鉆孔裝置被設置在應變片花上并且通過在定心套筒中使用的定心銷精確地放置在應變片花的中心。然后，在定心后將定心銷從鉆孔裝置中取出并且將鉆機的軸插入到鉆孔裝置中，以便將在粘上的測量柵之間將一個非常精確的中心鉆孔加工到工件中。然后，在此在鉆孔過程中引起的應變通過應變片花柵轉變成電信號，然后可根據這些電信號計算出內應力。因為只在鉆孔緊周圍存在在在相對伸長與引起的內應力分量之間很大程度的模擬，因此這些圍繞鉆孔成組的應變片必須是相對小的。因此，這種類型的應變片花通常只具有大約10-15mm的直徑，因此小的偏心距就可導致大的測量誤差。因此即使用前面描述的非常耗費的鉆孔裝置通常也不能實現所要求的最大允許的0.02mm的偏心距。

發明內容

因此本發明的任務在于，這樣地改善一種用于根據鉆孔方法測量工件內應力的測量方法以及為此使用的應變片花，使得由此可實現非常高的測量精度并且以盡可能小的測量技術花費就能實現這一點。

該任務通過在權利要求1和10中說明的發明解決。本發明的擴展構造以及有利的實施例在從屬權利要求中給出。

本發明具有的優點是，通過一個公共測量方向的徑向對置地安置的測量柵可以很大程度地補償由于小的偏心距引起的測量誤差。為此僅須確定對置的測量柵對的測量信號，由此使得能夠有利的方式以最高20倍數改善由于鉆孔偏心導致的測量誤差。

此外，本發明還具有的優點是，在此類具有一個測量方向上的兩個對置測量柵的花中能夠借助簡單的串聯連接或者并聯連接或者簡單的算術平均實現其平均值，使得為此不必要值得一提的測量技術或者儀器方面的花費。

此外，本發明還具有的優點是，只通過倍增在其它方面相同的應變片上的測量柵就能夠以簡單的方式多倍地改善測量精度，而不必提高用于中心地引入鉆孔的費用。在此，用于在所述在其它方面相同的應變片上倍增測量柵的額外花費是相對小的，因為這些測量柵通過一個公共的腐蝕工藝在所述在其它方面相同的載體箔上制造。因此，用這樣的成本有利地制造的應變片花可有利地實現測量精度的提高，盡管定心精度的花費能夠減少。

附圖說明

本發明根據在圖中示出的實施例更詳細地描述。附圖示出：

圖1六測量柵-鉆孔花，

圖2用于六測量柵-鉆孔花的布線箔，

圖3八測量柵鉆孔花。

具體實施方式

在附圖的圖1中示出應變片花1作為鉆孔花，在該應變片花上，三個相同類型的測量柵3，4，5以相同的徑向間距圍繞鉆孔中心2以45°的角間距安置，關于鉆孔中心2對稱地在上述測量柵對面分別配置一個相同類型的測量柵6，7，8。