[发明专利]一种高拉扭比的拉扭复合式传感器

说明书

技术领域

本发明涉及传感器，具体指一种高轴向载荷小扭矩(即高拉扭比)的拉扭复合式传感器，属于测试技术及传感器领域。

背景技术

拉扭复合加载时材料的特性研究在工程以及科研领域有着广泛的应用。在通常的实验中，往往采用既能测量拉力值，又能测量扭矩值的拉扭复合式传感器。拉扭复合式传感器的测量原理：拉力值和扭矩值的测量是通过测量应变片的变形来实现的，应变片粘贴在弹性体上，弹性体和基座为一个连接的整体。在进行拉扭复合式试验时，被测试件与基座通过螺纹孔固定，施加给试样的拉力和扭矩作用于传感器弹性体上时，由应变片感知和输出变形量的大小，输出的拉力和扭矩与试样实际受到的拉力和扭矩为正比关系，由此来测量试样受到的拉力和扭矩。一般情况下，这种拉扭复合式传感器所能够感受的拉力和扭矩值通常在一个数量级上，这种传感器在测量一些小横向尺寸的拉扭复合加载值时，就会存在拉扭复合式传感器在扭转方向上弹性体过于刚硬，弹性体在扭矩作用下应变过小，几乎无法测量到扭矩，从而造成扭矩的测量误差显著的增大以至于根本无法测量，影响拉扭复合加载实验的进行。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种能够测量高轴向载荷小扭矩(即高拉扭比)的拉扭复合式传感器，本传感器具有测量精度高、结构简单、制造方便的特点。

本发明的目的是这样实现的：一种高拉扭比的拉扭复合式传感器，包括上连接基座和下连接基座，在上连接基座和下连接基座中心设有连接圆孔。在上连接基座和下连接基座之间设有至少三副尺寸完全一致的能够同时同大小地感受到拉伸和扭转变形的弹性同感体，弹性同感体绕连接圆孔等角度分布。所述弹性同感体为片状结构，弹性同感体中段比上下两段厚，每一片弹性同感体宽度延长线通过连接圆孔的圆心；在弹性同感体中段粘贴有测量轴向载荷的拉力应变片，在弹性同感体端部粘贴有测量扭矩的扭矩应变片，拉力应变片和扭矩应变片均沿弹性同感体长度方向设置。

拉力应变片的设置方案：所述弹性同感体中段中心沿厚度方向设有横向圆孔，每片弹性同感体对应的拉力应变片有两片，其中一片拉力应变片粘贴在横向圆孔内壁最小横截面处(横向圆孔左右两侧中的一侧)中部，另一片拉力应变片粘贴在与横向圆孔内的拉力应变片同侧的弹性同感体长厚面中部，两拉力应变片高度一致。

扭矩应变片的设置方案：每片弹性同感体对应的扭矩应变片有两片，其中一片扭矩应变片粘贴在弹性同感体长宽面一端中部，另一片扭矩应变片对称地粘贴在该长宽面另一端或该长宽面背面。

所述弹性同感体上下两厚薄交界处左右两侧均设有改变应变分布形式的相同的辅助切口。

所有弹性同感体上粘贴的拉力应变片和扭矩应变片位置完全一致。所述上连接基座、下连接基座和所有弹性同感体一体加工成型。这样可以充分保证所有弹性同感体能够同时同大小地感受到拉伸和扭转的变形，而所有对应的拉力应变片或扭矩应变片的输出一致。

本拉扭复合式传感器能够测量出高轴向载荷小扭矩的拉扭复合式载荷，其测量精度高，结构简单，制造方便，性能稳定可靠。

附图说明

图1为本发明一种实施方式主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明另一种实施方式主视图。

其中，1-上连接基座；2-下连接基座；3-连接圆孔；4-弹性同感体；5-辅助切口；6-拉力应变片；7-扭矩应变片；8-横向圆孔；9-弹性同感体长厚面；10-弹性同感体长宽面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。