[實(shí)用新型]一種直剪儀數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220675345.3
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN202947927U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李瑞林;陳國舟;周國慶;姜雄;王英杰;張嘉睿
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 程化銘

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種直剪儀，尤其是一種適用于剪切應(yīng)力和剪切應(yīng)變數(shù)據(jù)的直剪儀數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置。

背景技術(shù)

直剪儀是一種用于測定土體試樣在靜荷載條件下的抗剪切強(qiáng)度的儀器。常用的直剪儀主要由剪切盒及導(dǎo)軌、垂直加載裝置、剪切力施加裝置、讀數(shù)儀表、附件等構(gòu)成，示意圖見圖1。傳統(tǒng)的直剪儀通過在鋼環(huán)5內(nèi)安裝千分表，試驗(yàn)時(shí)由專門人員在固定時(shí)間間隔內(nèi)不斷記錄千分表讀數(shù)來測定由于剪切力引起的鋼環(huán)5的變形，進(jìn)而通過事先標(biāo)定好的鋼環(huán)系數(shù)來反算剪切力值；同時(shí)在試驗(yàn)時(shí)分別記錄開始剪切和結(jié)束剪切時(shí)間以及剪切電機(jī)的速度，然后通過電機(jī)速度以及加載時(shí)間來計(jì)算剪切應(yīng)變值?？梢钥闯?，傳統(tǒng)的直剪儀在數(shù)據(jù)記錄過程中存在著極大的不便，首先，由于試驗(yàn)過程中千分表的讀數(shù)處于動(dòng)態(tài)變化過程，采用人工讀數(shù)的方法既增加了試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差，同時(shí)增加了試驗(yàn)操作人員的工作量，一般需要兩個(gè)人配合完成。其次，由于試驗(yàn)剛開始時(shí)可能剪切盒與加載電機(jī)、剪切盒與鋼環(huán)5之間存在一定間隙，以及儀器長期使用導(dǎo)致電機(jī)老化等原因，導(dǎo)致通過試驗(yàn)開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間以及電機(jī)速度來計(jì)算剪切應(yīng)變值的方法計(jì)算得到的應(yīng)變值不能反映真實(shí)的應(yīng)變值。因此所測得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際值偏差較大。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、直剪儀測量數(shù)據(jù)誤差小、使用效果好的直剪儀數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置。

本實(shí)用新型的直剪儀數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置，包括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器、上剪切盒、下剪切盒、鋼環(huán)、應(yīng)力位移計(jì)、應(yīng)變位移計(jì)，所述的應(yīng)變位移計(jì)通過底座固定于直剪儀上的固定支架與下剪切盒緊密接觸，應(yīng)力位移計(jì)通過連接件與鋼環(huán)緊密接觸，鋼環(huán)與上剪切盒緊密接觸，應(yīng)力位移計(jì)和應(yīng)變位移計(jì)通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集器連接，數(shù)據(jù)采集器通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接。

所述的連接件包括左右夾塊、固定左右夾塊的螺栓，左右夾塊的上部對稱設(shè)有與應(yīng)力位移計(jì)的探頭相連的上接觸槽，左右夾塊的下部對稱設(shè)有與鋼環(huán)的連接桿上相連的下接觸槽。

有益效果：本實(shí)用新型可在不改動(dòng)直剪儀結(jié)構(gòu)的前提下安裝數(shù)據(jù)自動(dòng)采集裝置，能方便用于常規(guī)直剪儀、應(yīng)變控制式四聯(lián)直剪儀等直剪儀上。數(shù)據(jù)采集器采集試驗(yàn)過程中應(yīng)力位移計(jì)和應(yīng)變位移計(jì)的電阻值，并將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)中，通過事先標(biāo)定鋼環(huán)的系數(shù)、應(yīng)力位移計(jì)和應(yīng)變位移計(jì)的電阻-位移關(guān)系，結(jié)合數(shù)據(jù)采集器采集到的應(yīng)力位移計(jì)和應(yīng)變位移計(jì)的電阻值，可以計(jì)算得到精確的剪切應(yīng)力值和剪切應(yīng)變值。具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、通過數(shù)據(jù)采集器采集數(shù)據(jù)并自動(dòng)傳送到計(jì)算機(jī)上保存，減少了試驗(yàn)人員的工作量，提高了試驗(yàn)效率。

2、通過應(yīng)力位移計(jì)和應(yīng)變位移計(jì)采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并通過相關(guān)換算得到剪切應(yīng)力值和剪切應(yīng)變值，由于位移計(jì)具有較高的靈敏度，增加了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確度，克服了人工讀數(shù)引起的試驗(yàn)誤差。

3、傳統(tǒng)的直剪應(yīng)變計(jì)算方法依賴于電機(jī)速度，電機(jī)由于長期使用，其設(shè)定速度值會(huì)產(chǎn)生變化，本實(shí)用新型的直剪應(yīng)變值采用位移計(jì)測量直剪應(yīng)變值，避免了因電機(jī)原因引起的測試誤差。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的鋼環(huán)內(nèi)部應(yīng)變位移計(jì)俯視結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本實(shí)用新型的鋼環(huán)內(nèi)部應(yīng)變位移計(jì)仰視結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本實(shí)用新型的應(yīng)變傳感器俯視結(jié)構(gòu)圖；

圖6為本實(shí)用新型的應(yīng)變傳感器仰視結(jié)構(gòu)圖；

圖7為本實(shí)用新型的連接件結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述：

圖1圖2所示，本實(shí)用新型的直剪儀數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集裝置，包括計(jì)算機(jī)1、數(shù)據(jù)采集器?2、上剪切盒3、下剪切盒4、鋼環(huán)5、應(yīng)力位移計(jì)6、應(yīng)變位移計(jì)7、固定支架8及連接件9，所述的應(yīng)力位移計(jì)6通過連接件9與鋼環(huán)5緊密連接，且應(yīng)力位移計(jì)6探頭方向與剪切力作用方向的鋼環(huán)5表面及上剪切盒3側(cè)面垂直，應(yīng)變位移計(jì)7通過固定支架8與下剪切盒4緊密連接且其探頭方向與下剪切盒剪切位移發(fā)生方向同向。試驗(yàn)時(shí)，由于剪切應(yīng)力引起鋼環(huán)5變形，鋼環(huán)5變形導(dǎo)致應(yīng)力位移計(jì)6電阻值發(fā)生變化，同時(shí)由于剪切位移引起下剪切盒4發(fā)生位移，導(dǎo)致應(yīng)變位移計(jì)7的電阻值發(fā)生變化，應(yīng)力位移計(jì)6和應(yīng)變位移計(jì)7的電阻值變化經(jīng)數(shù)據(jù)采集器?2實(shí)時(shí)測量并傳送至計(jì)算機(jī)1儲(chǔ)存。由事先標(biāo)定的鋼環(huán)5的鋼環(huán)系數(shù)、應(yīng)力位移計(jì)6的電阻-位移關(guān)系、應(yīng)變位移計(jì)7的電阻-位移關(guān)系可以計(jì)算得到精確的剪切應(yīng)力值和剪切應(yīng)變值。