[發明專利]靜電式自供能應變柵格傳感器

有效

• 申請號: 201811308827.3
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109470133B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 張鶴;全力威;張計煒;張治成
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 黃歡娣;邱啟旺

1.一種靜電式自供能應變柵格傳感器，用于測量待測構件的應變，其特征包括一U形的滑槽(1)，滑槽(1)上端開口，并插有一滑片(2)；滑片(2)與滑槽(1)底面平行，長度相等；所述滑片(2)底面固定一垂直于所述滑片(2)的滑板(21)；滑板(21)與所述滑片的滑動方向垂直；所述滑槽(1)的頂面一端通過連接構件(3)固定于待測構件，滑槽(1)底面布置有由多個平行于所述滑板(21)的條狀傳感單元組成的傳感陣列；所述滑片(2)從滑槽(1)的另一端插入，末端固定于待測構件；所述滑板(21)下端也具有條狀傳感單元；所述傳感陣列中的傳感單元以及滑板下端的傳感單元均依次布置有金屬電極層和介電材料層組成，且所述傳感陣列中的傳感單元以及滑板下端的傳感單元的介電材料層相互接觸，且兩者極性相反；滑板(21)下端的金屬電極層與電流表相連后，與多個并聯的指示燈相連接，且每個指示燈都分別連接傳感陣列中的一個傳感單元的金屬電極層。

2.根據權利要求1所述的傳感器，其特征是，所述連接構件(3)都通過膠黏劑固定于待測構件。

3.根據權利要求1所述的傳感器，其特征是，所述指示燈和電流表均集成在所述滑槽的背面。

4.根據權利要求1所述的傳感器，其特征是，所述的滑槽、滑片與滑板均由絕緣材料制成。

5.根據權利要求1所述的傳感器，其特征是，傳感陣列中的各個傳感單元寬度相同，且相鄰兩個傳感單元之間的間距與傳感單元的寬度相同；滑板(21)的厚度與所述傳感單元的寬度相同。

6.根據權利要求5所述的傳感器，其特征是，t時刻的應變值通過以下公式計算得到：ε(t)＝Δx(t)/l₁；

其中，Δx(t)表示t時刻的位移量，l₁為滑槽(1)的長度；

Δx(t)＝Δx₁(t)+Δx₂(t)；Δx₁(t)表示粗位移，通過指示燈的位置來確定；Δx₂(t)表示精細位移，根據電流值來確定；

Δx₁(t)＝(|k|-1)×l₀，其中k表示亮的指示燈的序號，l₀為傳感單元寬度；

Δx₂(t)＝f(IR_k)，R_k表示第k個指示燈的電阻，I表示電流表示數，f()為兩個相互接觸的傳感單元之間的位移與輸出電壓的函數關系式。