測力傳感器及飛機用大載荷可標定多角度測力方法
2023-06-24 04:36:26
測力傳感器及飛機用大載荷可標定多角度測力方法
【專利摘要】本發明提供一種測力傳感器，其適於安裝到飛機結構的連接接頭上，包括：圓柱形銷體，其體壁上具有軸向直槽和垂直於直槽的環槽；銷座，其上設置有與直槽連通的引線孔；位於第一凹槽和第二凹槽交匯處的第一應變計；位於第二凹槽內並與第一應變計構成90°圓心角的第二應變計；與外部傳感信號採集儀電連接的第一應變計連接線和第二應變計連接線；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。本發明還提供一種飛機用大載荷可標定多角度測力方法。利用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，而且能夠用於感測大載荷。
【專利說明】測力傳感器及飛機用大載荷可標定多角度測力方法
【技術領域】
[0001]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】
[0002]機械結構的連接接頭是結構較為關鍵的部位，主要用於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】
[0003]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，而且能夠用於感測大載荷。
[0004]為此，根據本發明的一個方面，提供一種測力傳感器，其中，測力傳感器適於作為連接銷安裝於飛機結構的連接接頭上，測力傳感器包括:
[0005]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；
[0006]銷座，其位於銷體的一端，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；
[0007]第一應變計，其附著於第一凹槽和第二凹槽的交匯處；
[0008]第二應變計，其附著於第二凹槽內並與第一應變計構成90°的圓心角；
[0009]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採集儀；
[0010]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採集儀；
[0011]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。
[0012]優選地，第二凹槽位於銷體的最大承彎面上，從而減小測量誤差。
[0013]優選地，第一凹槽和第二凹槽的深度分別大於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。
[0014]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並減少結構受壓產生的變形量。
[0015]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:
[0016]I)將測力傳感器安裝於飛機結構的連接接頭上；
[0017]2)通過傳感信號採集儀採集分別來自第一應變計和第二應變計的應變值ε 1、8 2 ；
[0018]3)利用下面的公式I計算得到測力傳感器所受載荷F的大小:
【權利要求】
1.一種測力傳感器(100)，其特徵在於，所述測力傳感器適於作為連接銷安裝於飛機結構的連接接頭上，所述測力傳感器包括: 圓柱形銷體(I)，其體壁上具有沿軸向延伸的第一凹槽(11)和沿周向延伸的第二凹槽(13)； 銷座(2)，其位於銷體(I)的一端，所述銷座(2)上設置有引線孔(21)，所述引線孔(21)與所述第一凹槽(11)相連通； 第一應變計(3)，其附著於第一凹槽(11)和第二凹槽(13)的交匯處； 第二應變計(4)，其附著於第二凹槽(13)內並與第一應變計(3)構成90°的圓心角；第一應變計連接線(31)，其布置在第一凹槽(11)內，一端與第一應變計(3)電連接另一端穿過引線孔(21)電連接至外部的傳感信號採集儀； 第二應變計連接線(41)，其布置在第二凹槽(13)內，一端與第二應變計(4)電連接另一端穿過第一凹槽(11)和引線孔(21)電連接至所述傳感信號採集儀； 其中，所述第一應變計(3)和所述第二應變計(4)的長度方向與所述銷體(I)的軸向—致。
2.根據權利要求1所述的測力傳感器(100)，其特徵在於，所述第二凹槽(13)位於所述銷體(I)的最大承彎面上。
3.根據權利要求1所述的測力傳感器(100)，其特徵在於，所述第一凹槽(11)和第二凹槽(13)的深度分別大於所述第一應變計連接線(31)以及所述第二應變計連接線(41) 的直徑。
4.根據權利要求1所述的測力傳感器(100)，其特徵在於，所述第一凹槽(11)和所述第二凹槽(13)的兩側具有倒角。
5.一種飛機用大載荷可標定多角度測力方法，其使用根據權利要求1至4任一項所述的測力傳感器(100)，其特徵在於，該方法包括如下步驟: 1)將所述測力傳感器安裝於飛機結構的連接接頭上；2)通過傳感信號採集儀採集分別來自第一應變計(3)和第二應變計(4)的應變值ε1、8 2 ； 3)利用下面的公式I計算得到所述測力傳感器所受載荷F的大小: ? nER1「2-7 F = i 如' % 式中，R為應變計粘貼截面半徑；E為傳感器彈性模量山為應變計粘貼截面與載荷作用截面之間的距離。
6.根據權利要求5所述的飛機用大載荷可標定多角度測力方法，其特徵在於，所述方法還包括確定載荷方向的步驟，該步驟包括: a)根據所述應變值εP ε 2的大小來確定所述載荷F所作用的象限； b)根據所述應變值ε1、ε 2的絕對值比值關係來確定所述載荷F的方向。
7.根據權利要求6所述的飛機用大載荷可標定多角度測力方法，其特徵在於，所述步驟b)利用下面的公式2確定所述載荷F的方向:
【文檔編號】G01L5/00GK103454025SQ201310380172
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】周良道, 李凱, 李強, 章仕彪, 張鵬飛, 徐春雨, 冒穎, 李衛平 申請人: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