[發明專利]測力傳感器及飛機用大載荷可標定多角度測力方法

無效

• 申請號: 201310380172.1
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103454025A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 周良道;李凱;李強;章仕彪;張鵬飛;徐春雨;冒穎;李衛平
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司;中國商用飛機有限責任公司上海飛機設計研究院
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 樓仙英;邵桂禮

技術領域

本發明涉及測力傳感器領域，更具體地涉及一種飛機用大載荷可標定多角度測力傳感器及飛機用大載荷可標定多角度測力方法。

背景技術

機械結構的連接接頭是結構較為關鍵的部位，主要用于結構的連接及結構間的載荷傳遞。因此，能夠準確測量出接頭傳遞的載荷大小及方向，對正確分析結構受力起著重要的作用。目前，接頭測力傳感器品種繁多、種類齊全，但是一般只能針對一個或者幾個特定角度的載荷進行測量。然而，在工程實踐中，接頭受到的載荷大小和方向往往不能確定，特別是當結構為超靜定時，接頭受到力的大小和方向是隨結構的剛度分配而變化的。因此，現有接頭測力傳感器很難滿足工程實踐要求。

發明內容

本發明針對現有技術的上述不足提供一種新型的測力傳感器，通過該測力傳感器感測到的數據可確定飛機結構所受載荷的大小及方向，而且能夠用于感測大載荷。

為此，根據本發明的一個方面，提供一種測力傳感器，其中，測力傳感器適于作為連接銷安裝于飛機結構的連接接頭上，測力傳感器包括：

圓柱形銷體，其體壁上具有沿軸向延伸的第一凹槽和沿周向延伸的第二凹槽；

銷座，其位于銷體的一端，所述銷座上設置有引線孔，所述引線孔與所述第一凹槽相連通；

第一應變計，其附著于第一凹槽和第二凹槽的交匯處；

第二應變計，其附著于第二凹槽內并與第一應變計構成90°的圓心角；

第一應變計連接線，其布置在第一凹槽內，一端與第一應變計(3)連接另一端穿過引線孔電連接至外部的傳感信號采集儀；

第二應變計連接線，其布置在第二凹槽內，一端與第二應變計電連接另一端穿過第一凹槽和引線孔電連接至傳感信號采集儀；

其中，第一應變計和第二應變計的長度方向與銷體的軸向一致。

優選地，第二凹槽位于銷體的最大承彎面上，從而減小測量誤差。

優選地，第一凹槽和第二凹槽的深度分別大于第一應變計連接線以及第二應變計連接線的直徑，從而防止連接線被摩擦而出現損傷。

優選地，第一凹槽和第二凹槽的兩側具有倒角，以減少局部應力集中對應變計的影響并減少結構受壓產生的變形量。

根據本發明的另一個方面，提供一種飛機用大載荷可標定多角度測力方法，其使用上述測力傳感器，其中，該方法包括如下步驟：

1)將測力傳感器安裝于飛機結構的連接接頭上；

2)通過傳感信號采集儀采集分別來自第一應變計和第二應變計的應變值ε₁、ε₂；

3)利用下面的公式1計算得到測力傳感器所受載荷F的大?。?/p>

F=πER34Lϵ12+ϵ22]]>

式中，R為應變計粘貼截面半徑；E為傳感器彈性模量；L為應變計粘貼截面與載荷作用截面之間的距離。

優選地，方法還包括確定載荷方向的步驟，該步驟包括：

a)根據應變值ε₁、ε₂的大小來確定載荷F所作用的象限；

b)根據應變值ε₁、ε₂的絕對值比值關系來確定載荷F的方向。

優選地，步驟b)利用下面的公式2確定載荷F的方向：

θ=arctan|ϵ1ϵ2|]]>