[發(fā)明專利]應(yīng)變梁式土壓力傳感器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010614532.6
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102135458A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王奎華;馬少俊;武登輝;吳文兵;羅永健;王寧
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是壓力檢測領(lǐng)域，確切講是應(yīng)變梁式土壓力傳感器。

技術(shù)背景

土壓力的測量是土力學(xué)理論和實驗研究的一個重要方面，也是工程測試中的重要內(nèi)容，而現(xiàn)有土壓力盒卻不能很好地測得實際土壓力值。除去土中各種因素的影響使得土壓力盒測得的數(shù)據(jù)失真外，土壓力盒自身在原理方面也有不足。現(xiàn)有的膜片式土壓力盒包括有盒體、盒蓋以及盒體內(nèi)開設(shè)凹面形成的彈性膜片，通過彈性膜片上敷有的電阻應(yīng)變片實現(xiàn)土壓力的測量。這種土壓力盒的結(jié)構(gòu)使得其僅適用于完全柔性荷載的測量，對有一定剛度的荷載不太適用。但是土體的剛度通常是介于剛性與柔性之間，因此這種土壓力傳感器在水中標(biāo)定時十分精準(zhǔn)，而在測量土壓力時卻常常產(chǎn)生較大誤差，尤其是測量剛度較大的土體土壓力時，結(jié)果不太理想。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種能夠適用于各種剛度土體土壓力測量并可以排除溫度影響的應(yīng)變梁式土壓力傳感器。

應(yīng)變梁式土壓力傳感器，包括中空的殼體和封閉殼體的蓋板，所述的殼體的內(nèi)腔中設(shè)有彈性梁和傳力軸，所述的殼體的底部設(shè)有一圈向上延伸的臺階，所述的彈性梁架設(shè)于所述的臺階上；

所述的彈性梁的上、下表面均設(shè)有電阻值相同的電阻應(yīng)變片和與電阻應(yīng)變片配套的接線板，所述的電阻應(yīng)變片之間通過導(dǎo)線連接形成惠斯通電橋，所述的惠斯通電橋通過連接線與應(yīng)變儀連接，所述的殼體上設(shè)有允許所述的連接線穿出的通孔；

所述的彈性梁和蓋板之間設(shè)置所述的傳力軸，所述的傳力軸一端與蓋板接觸、另一端與彈性梁接觸。

進(jìn)一步，所述的蓋板與殼體之間設(shè)有密封圈；所述的殼體內(nèi)腔填充有防水彈性封閉膠。

進(jìn)一步，所述的殼體呈圓筒形，所述的殼體由底板和與底板固接的筒身組成；所述的臺階設(shè)置于底板上，所述的臺階為一圈圓環(huán)，所述的臺階與筒身通過螺紋連接。

進(jìn)一步，所述的傳力軸的與所述的彈性梁固接。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是：在殼體內(nèi)腔中設(shè)置彈性梁，并在彈性梁的兩側(cè)粘貼電阻應(yīng)變片和接線板，將電阻應(yīng)變片連接成惠斯通電橋。測試中施加在圓形蓋板上的土壓力通過傳力軸傳遞到彈性梁上，引起彈性梁發(fā)生微小應(yīng)變，進(jìn)而使得粘貼在梁上的應(yīng)變片電阻發(fā)生變化。彈性梁變形的特點(diǎn)為上表面縮短、下表面伸長，這將導(dǎo)致粘貼在梁上下表面的應(yīng)變片電阻發(fā)生不同的變化，梁的變形雖然十分微小，但經(jīng)過惠斯通電橋的放大作用后可由應(yīng)變儀精確的檢測出來。經(jīng)過標(biāo)定后便可以得到土壓力與應(yīng)變儀讀數(shù)變化的對應(yīng)關(guān)系。

本發(fā)明的有益效果是：1、無論對何種剛度的土體的土壓力測量均能很好的適用；2、各工作片由溫度引起的電阻變化率相等，溫度影響在橋路中相互抵消；3、通過控制圓形蓋板與殼體之間的縫隙大小可以限制應(yīng)變梁的最大變形量，防止由于瞬時荷載過大而導(dǎo)致傳感器損壞；4、測量靈敏度高，精度好，可靠性高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的剖視圖。

圖2是本發(fā)明的分解示意圖。

圖3是彈性梁的示意圖。

具體實施方式

參照附圖，進(jìn)一步說明本發(fā)明：

應(yīng)變梁式土壓力傳感器，包括中空的殼體和封閉殼體的蓋板1，所述的殼體的內(nèi)腔中設(shè)有彈性梁6和傳力軸3，所述的殼體的底部設(shè)有一圈向上延伸的臺階12，所述的彈性梁6架設(shè)于所述的臺階12上；

所述的彈性梁6的上、下表面均設(shè)有電阻值相同的電阻應(yīng)變片5和與電阻應(yīng)變片5配套的接線板4，所述的電阻應(yīng)變片5之間通過導(dǎo)線連接形成惠斯通電橋，所述的惠斯通電橋通過連接線9與應(yīng)變儀連接，所述的殼體上設(shè)有允許所述的連接線9穿出的通孔10；

所述的彈性梁6和蓋板1之間設(shè)置所述的傳力軸3，所述的傳力軸3一端與蓋板1接觸、另一端與彈性梁6接觸。

所述的蓋板1與殼體之間設(shè)有密封圈2；所述的殼體內(nèi)腔填充有防水彈性封閉膠11。

所述的殼體呈圓筒形，所述的殼體由底板7和與底板7固接的筒身8組成；所述的臺階12設(shè)置于底板7上，所述的臺階12為一圈圓環(huán)，所述的臺階12與筒身8通過螺紋連接。

所述的傳力軸3的與所述的彈性梁6固接。