[發(fā)明專利]施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器及其標(biāo)定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810044884.9
• 申請(qǐng)日: 2018-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107991006A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許斌;陳洪兵;莊志有
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/16
• 分類號(hào): G01L1/16;G01L25/00
• 代理公司: 廈門(mén)市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司35204
• 代理人: 張松亭,張迪

1.一種施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器,其特征在于包括：經(jīng)過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂絕緣處理的壓電陶瓷片、兩塊由混凝土基封裝而成的傳力塊、兩塊鋼墊板、預(yù)緊力螺桿；

所述兩個(gè)傳力塊層疊放置，其中一個(gè)傳力塊朝向另一個(gè)傳力塊的一面設(shè)有凹槽，所述兩塊鋼墊板夾持壓電陶瓷片后整體放置于該凹槽中，所述凹槽與鋼墊板之間、鋼墊板和壓電陶瓷片的表面之間分別通過(guò)硅膠找平；所述兩塊傳力塊沿著厚度方向貫穿四根螺桿，所述螺桿沿著傳力塊的中心軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱分布，并對(duì)傳力塊施加預(yù)緊力；

所述兩個(gè)傳力塊相向的那面通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂封裝，所述壓電陶瓷片通過(guò)導(dǎo)線和BNC接頭連接，所述BNC接頭連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；

所述壓電陶瓷片在外力的作用下，壓電陶瓷片的正負(fù)電荷將沿著極化方向運(yùn)動(dòng)，電荷經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，通過(guò)與力傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的標(biāo)定。

2.如權(quán)利要求1所述的一種施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器,其特征在于：所述傳力塊的形狀為長(zhǎng)方體或棱柱體或圓柱體。

3.如權(quán)利要求1所述的一種施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器,其特征在于：所述傳力塊由無(wú)收縮自流密實(shí)水泥基高強(qiáng)澆注料封裝而成。

4.一種如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器的標(biāo)定方法，其特征在于：采用落錘反力裝置進(jìn)行拉應(yīng)力的標(biāo)定，具體包括如下步驟：

1)將待標(biāo)定的施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器安置于落錘反力裝置底板上；

2)剪斷落錘的連接繩，使落錘自由下落；通過(guò)落錘自由落體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)能經(jīng)轉(zhuǎn)向滑輪轉(zhuǎn)化為脈沖拉力，脈沖拉力作用線垂直于待標(biāo)定的施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器的頂面，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同時(shí)記錄拉力傳感器及施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的標(biāo)定。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器的標(biāo)定方法，其特征在于：所述落錘反力裝置包括一支架，所述支架的底部為底板；

所述待標(biāo)定的施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器黏貼在支架的底板上，待標(biāo)定的施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器的頂面與一個(gè)鋼塊相連；鋼塊通過(guò)鋼絞線與拉力傳感器相連；拉力傳感器和待標(biāo)定的施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器的信號(hào)分別通過(guò)屏蔽導(dǎo)線和被信號(hào)采集設(shè)備接收，最終通過(guò)數(shù)據(jù)連接線與計(jì)算機(jī)終端相連；

所述支架的頂端為橫梁，一轉(zhuǎn)向滑輪與橫梁固定連接，所述落錘的連接繩通過(guò)轉(zhuǎn)向滑輪后與所述拉力傳感器遠(yuǎn)離鋼絞線的一面相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器的標(biāo)定方法，其特征在于：所述支架上布置兩個(gè)限位裝置；所述連接繩通過(guò)限位裝置后與所述拉力傳感器的上表面保持垂直。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的施加預(yù)緊力的壓電陶瓷動(dòng)態(tài)拉應(yīng)力傳感器的標(biāo)定方法，其特征在于：所述支架的兩側(cè)上設(shè)置有刻度標(biāo)記；兩側(cè)的刻度標(biāo)記通過(guò)水平繩和定位螺栓相連后確定出落錘的下落高度。