一種自補償的混凝土集成應變計的製作方法

2023-06-18 04:19:21 2

專利名稱：一種自補償的混凝土集成應變計的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電阻應變計，是一種混凝土專用的應變計。
背景技術：
理論上結構的應力應變測試以電阻應變測試的精度為最高，但以往的混凝土結構現場試驗，直貼電阻應變片的應變測試精度多數達不到要求，許多還是失敗的，其原因主要如下1.難於對應變片進行溫度補償由於混凝土結構直接受到陽光的直射、風吹、雨淋等因素的影響，實際上混凝土結構的溫度場變化是很複雜且變化強烈的，各個測點的溫度及變化相差較大，不可能給每一測點都配上補償塊並保證其溫度及變化相一致。要能有效進行電橋的溫差補償的確是一件十分困難的工作。2.忽略了導線溫差電阻變化對電橋的嚴重影響以往通過採用溫度補償片進行半橋及全橋的補償的技術，除上述難於保證工作片、補償片自身的溫度補償及對應的混凝土結構或試件熱脹效果一致外，更引入了連接導線的溫差電阻變化對電橋的嚴重影響。我們知道，現場應變測試的連接引線及導線不可能處於相同的溫度場中，由於銅質導線的電阻溫度係數很高，如對斷面為0. 12mm2的銅質導線，當溫差每變化1°C，對於10111、20111、50111線長將分別產生40心、75118、180118的變化，這對於實測應變絕對值較小的工程應變測試來說，產生的溫飄可以覆蓋結構受力的變化量。3.未嚴格進行導線電阻對檢測靈敏度影響的修正工程結構的現場應力測試，檢測斷面和測點比較分散，造成了連接導線的長度差別較大，導線電阻對檢測靈敏度的影響程度不一致，由於測量記錄較麻煩，許多人未作修正。

發明內容
本發明的目的是通過在應變片上增設補償電阻，由補償電阻與工作片構成半橋或全橋工作方式，達到能自動補償溫度對電橋及導線的影響。本發明的目的是希望消除導線長度對檢測靈敏度的影響。本發明的目的是考慮設計成一體化的集成應變片，在確保絕緣電阻等技術要求的條件下，達到現場安裝方便、快速、安全等要求。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種自補償的混凝土集成應變計， 包括增強纖維基底、應變敏感電阻、補償電阻、三芯導線和防水密封膠層，其特徵在於增強纖維基底的正面上同時有應變敏感電阻和補償電阻，補償電阻與應變敏感電阻構成半橋的工作方式，三芯導線的三條芯線分別連接到由補償電阻與應變敏感電阻構成的電橋的三個接點上，在增強纖維基底的正面上及其範圍內的應變敏感電阻、補償電阻、三芯導線的上方覆蓋一層柔性的防水密封膠層。
通過在應變片上增設補償電阻，由補償電阻與工作片構成半橋工作方式，自動補償溫度對電橋及導線的影響。當採用恆流源供電時，能消除導線長度對檢測靈敏度的影響。本發明的特徵在於補償電阻為一個高精度電阻器。高精度電阻器是指採用電阻溫度係數很小，或與應變敏感電阻的電阻溫度係數相同的材料製造的電阻器件。應變敏感電阻宜採用溫度自補償應變片，以進一步提高溫度補償的能力。本發明的特徵在於補償電阻為一個小標距的與應變敏感電阻同材質同阻值的小柵應變片，小柵應變片的敏感方向與應變敏感電阻的敏感方向垂直。小柵應變片粘貼在安裝在增強纖維基底正面的無應力基片上，使其無應力感應變化，以消除橫向應力的影響。本發明的特徵在於纖維基底上平行布設兩個應變敏感電阻和兩個補償電阻，兩個應變敏感電阻與兩個補償電阻構成全橋的工作方式，四芯導線的4條芯線分別連接到電橋的四個接點上，提高應變檢測的靈敏係數。本發明的有益效果是通過在應變片上增設補償電阻，由補償電阻與工作片構成半橋工作方式，能達到自動補償溫度對電橋及導線的影響，克服不可能給每一測點都配上補償塊並保證其溫度及變化相一致的困難。當電橋採用恆流源供電時，能消除導線長度對檢測靈敏度的影響；補償電阻為一個高精度電阻器，具有體積小容易安裝的優點，無須進行檢測靈敏度修正。應變敏感電阻採用溫度自補償應變片，能進一步提高溫度補償的效果。補償電阻採用小柵應變片能確保橋臂電阻的溫度修正一致，將小柵應變片安裝在無應力基片上，具有無須進行檢測靈敏度修正的優點。採用全橋的工作方式，能有效提高應變檢測的靈敏係數。採用了增強纖維基底和柔性防水密材料進行了整體的防水密封處理，不但確保了應變片的絕緣電阻等技術要求，也具有現場安裝方便、快速、就位準確及安全等使用效果。


下面結合附圖和實施例對本實用新形的結構和實施方法作進一步的說明。圖1是一種自補償的混凝土集成應變計的結構示意圖。圖2是採用高精度電阻器進行溫度補償的應變計原理示意圖。圖3是採用小柵應變片進行溫度補償的應變計原理示意圖。圖4是採用無應力基片進行溫度補償的應變計原理示意圖。圖5是採用全橋方式進行溫度補償的應變計原理示意圖。圖中1.增強纖維基底，2.應變敏感電阻，3.補償電阻，4.高精度電阻器5.小柵應變片，6.三芯導線，7.四芯導線，8.無應力基片，9.防水密封膠層，10.溫度自補償應變片。
具體實施例方式實施例1如附圖1和附圖2所示的一種自補償的混凝土集成應變計，採用環氧樹脂玻璃纖維基底、長標距溫度自補償應變片、精密無感繞線電阻為補償電阻。應變片與精密無感繞線電阻組成半橋電路，連接三芯導線，採用矽膠進行整體的防水密封處理。實施例2如附圖3所示的一種自補償的混凝土集成應變計，應變敏感電阻和補償電阻採用同材質同阻值的箔式應變片，應變敏感電阻為長標距應變片，補償電阻為小標距應變片，小標距應變片的敏感方向與長標距應變片垂直。其餘同實施例1。實施例3如附圖4所示的的一種自補償的混凝土集成應變計，應變敏感電阻和補償電阻採用同材質同阻值的箔式應變片，應變敏感電阻為長標距應變片，補償電阻為小標距應變片， 將小標距應變片的補償片安裝在無應力基片上，無應力基片是通過將小剛片懸放在流態的矽膠中實現。其餘同實施例1實施例如附圖5所示的一種自補償的混凝土集成應變計，在增強纖維基底上同時平行安裝兩片應變片，採用兩個高精度電阻器或小柵應變片構成全橋的工作方式，用四芯導線連接。其餘同實施例權利要求
1.一種自補償的混凝土集成應變計，包括增強纖維基底(1)、應變敏感電阻O)、補償電阻(3)、三芯導線(6)和防水密封膠層(9)，其特徵在於增強纖維基底(1)的正面上同時有應變敏感電阻(2)和補償電阻(3)，補償電阻(3)與應變敏感電阻(2)構成半橋的工作方式，三芯導線(6)的三條芯線分別連接到由補償電阻(3)與應變敏感電阻(2)構成的電橋的三個接點上，在增強纖維基底(1)的正面上及其範圍內的應變敏感電阻O)、補償電阻 (3)、三芯導線(6)的上方覆蓋一層柔性的防水密封膠層(9)。
2.根據權利要求1所述的一種自補償的混凝土集成應變計，其特徵在於補償電阻(3) 為一個高精度電阻器G)。
3.根據權利要求1所述的一種自補償的混凝土集成應變計，其特徵在於應變敏感電阻 ⑵為溫度自補償應變片(10)。
4.根據權利要求1所述的一種自補償的混凝土集成應變計，其特徵在於補償電阻(3) 為一個小標距的與應變敏感電阻(2)同材質同阻值的小柵應變片(5)，小柵應變片(5)的敏感方向與應變敏感電阻O)的敏感方向垂直。
5.根據權利要求1所述的一種自補償的混凝土集成應變計，其特徵在於補償電阻(3) 為一個小標距的與應變敏感電阻(2)同材質同阻值的小柵應變片(5)，小柵應變片(5)粘貼在安裝在增強纖維基底(1)正面的無應力基片(8)上。
6.根據權利要求1所述的一種自補償的混凝土集成應變計，其特徵在於纖維基底(2) 上平行布設兩個應變敏感電阻( 和兩個補償電阻(3)，兩個應變敏感電阻( 與兩個補償電阻(3)構成全橋的工作方式，四芯導線(7)的4條芯線分別連接到電橋的四個接點上。
全文摘要
本發明公開了一種自補償的混凝土集成應變計，其主要特徵在於應變片上設有補償電阻，補償電阻與工作片構成半橋或全橋工作方式，補償電阻採用無應力輸出的高精度電阻器或小柵應變片，能自動補償溫度對電橋及導線的影響，克服不可能給每一測點都配上補償塊並保證其溫度及變化相一致的困難；也能消除導線長度對檢測靈敏度的影響；同時採用了增強纖維絕緣基底和柔性防水密封材料，進行了整體的防水密封處理，不但確保了應變片的絕緣電阻等技術要求，也具有現場安裝方便、快速、準確及安全等使用效果。
文檔編號G01B7/16GK102269567SQ20101019388
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月3日 優先權日2010年6月3日
發明者莊建明, 張勁池, 陳彥平 申請人:陳彥平