[发明专利]一种大跨度小位移自动测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种位移测量方法及装置，特别是关于一种涉及空间两点间大跨度小位移自动测量方法及装置。

背景技术

一般在工程试验中，有时需要测量结构中跨度较大的两点之间的位移，而这个位移的绝对值又非常小。例如，在轿车白车身扭转刚度试验中，车门前风窗等开口对角线的变形测量过程中，两测点之间的空间距离通常在1000mm以上，而试验过程中其变形量可能在1mm以内。同时，变形前与变形后两测点的连线往往不在同一直线上。这时采用传统的测量方法很难实现精确测量。大跨度小位移的测量难点在于：1、如何将大跨度两点间的小位移传递给量具；2、由于变形前与变形后两测点的连线不在同一直线上，如何避免量具在测量过程中受力而发生变形；3、如何实现自动化测量。

目前常用的方法是利用卡尺测量跨度较大的两点之间的相对位移：在结构尚未发生变形之前，先用卡尺测量两点之间的初始距离；待结构发生变形之后，再用卡尺测量两点之间的当前距离；前后距离之差即为两点之间的相对位移。该测量方法依靠人工读数，误差较大，劳动强度高，而且很难实现数据自动化采集。另外，也有人将卡尺固定在被测对象上，通过专门的夹具和延长机构来传递变形量。该测量方案安装复杂，且两测点变形位移的方向和卡尺测杆的伸缩方向往往不在同一直线上，可能造成卡尺和延长机构受力变形，影响测量精度。再一种测量方法是采用拉绳式位移传感器进行大跨度小位移的测量。拉绳式位移传感器可以实现自动化测量，且安装方便。但是拉绳式位移传感器传感器成本较高，而且由于拉绳式位移传感器的满量程误差通常在0.2mm以上，在测量1mm以内的小变形时，精度不能满足要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构简单、安装方便、精度高和成本低廉的大跨度小位移自动测量方法及装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种大跨度小位移的自动测量方法，其包括以下步骤：1)将一千分表组件和一钢丝绳固定组件分别初步安装在被测物体的两端，并将一钢丝绳的一端与所述千分表组件固定连接，将所述钢丝绳另一端与所述钢丝绳固定组件进行初步连接；2)通过所述钢丝绳调整所述千分表组件的安装位置和方向，使所述千分表组件中千分表本体的两测杆伸缩方向与所述钢丝绳的轴线方向一致；同时，拉紧所述钢丝绳，使所述千分表本体的两测杆具有一初始行程，以保证所述钢丝绳在所述千分表本体内的弹簧回复力作用下处于张紧状态，然后将所述钢丝绳与所述钢丝绳固定组件之间固定连接；3)通过紧固件将千分表组件和一钢丝绳固定组件分别固定在被测物体的两测点上，此时千分表本体上的读数即为两测点之间的测量值；4)当被测物体发生变形时，两测点之间发生相对位移，通过千分表本体可以得到两测点之间发生位移后的测量值。

所述步骤3)中两测点之间的测量值通过串口输送给计算机；并将所述步骤4)两测点之间发生位移后的测量值通过串口输送给计算机，由计算机输出位移结果。

实现上述方法的一种大跨度小位移自动测量装置，它包括一钢丝绳，一千分表组件和一钢丝绳固定组件；所述钢丝绳一端固定连接有一拨叉；所述千分表组件包括一千分表本体，所述千分表本体的两端分别设置有一测杆，其中一所述测杆通过螺纹连接一固定件，所述固定件固定连接所述钢丝绳端部的拨叉，其中另一所述测杆通过一安装块固定在被测物体的一测量点；所述钢丝绳固定组件包括一与被测物体另一测量点连接的固定块，所述固定块通过一具有开口的圆柱连接所述钢丝绳，且通过一螺钉将钢丝绳固定在所述圆柱中。

通过螺纹连接在所述测杆上的固定件呈L形，所述L形的一个端面上设置有一螺纹孔，所述钢丝绳一端的拨叉通过一穿入螺纹孔的螺钉固定在固定件上。

设置在所述另一侧所述测杆上的安装块为一台阶状的安装块，所述安装块的两个台阶侧面分别设置一水平的开口，其中一个开口里端设置有一穿设所述测杆的通孔，并通过一螺钉将所述测杆固定在所述通孔内；另一开口卡设在被测物体的测点上，且通过另一螺钉固定。

与被测物体另一测量点连接的所述固定块呈U形，所述U形的开口端卡设在被测物体的测量点上，并通过一螺钉固定；所述U形一体端设置有所述圆柱，所述圆柱的端部沿所述圆柱的轴向开设所述开口，并在所述圆柱的中心设置一螺纹孔；与所述拨叉相对的所述钢丝绳另一端穿设在所述开口内，并通过所述螺钉将其固定在所述圆柱中。

所述千分表本体为带有数字信号输出的千分表。