[发明专利]接触应力传感器

说明书

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种接触应力传感器。

背景技术

曲面狭缝结构的两曲面间一般由弹性介质支撑，实时测量该弹性介质上下接触面上的接触应力有特殊的价值：监测结果一方面可作为外界规范操作的参考，另一方面可以为极端环境下的监测提供技术支撑，但是，由于空间限制，目前接触应力的测量仍然是测量技术的一个难点，常见的箔片式应变计厚度小，有近似平面的结构，可以放置在足够小的狭缝当中，但是这种应变计的结构设计和原理决定了其只能用来测试拉伸力，不可以直接用于接触应力的测试，而一般的接触应力传感器虽然可以安装在狭缝中，但因其基于压阻效应，器件的温度特性差和工艺复杂的问题仍没有得到很好的解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种结构简单、可以快速准确测量位于曲面狭缝结构中的物体上下接触面接触应力的传感器。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种接触应力传感器，包括设有若干个通孔的柔性支撑基底、应变计、柔性传输线和柔性介质，其中，柔性支撑底座位于最下方，应变计与柔性传输线通过引线键合连接为一个整体后粘结于柔性支撑底座的上表面，柔性介质覆盖并粘结于连接为一个整体的应变计和柔性传输线的上表面。

进一步地，所述支撑底座上的通孔的截面形状为圆形、正方形或矩形。

进一步地，所述柔性传输线为平面传输线。

进一步地，所述柔性传输线柔性基底的材质为薄膜级聚酰亚胺。

进一步地，所述柔性支撑底座的材质为弹性模量在500MPa～4GPa之间的弹性材料。

进一步地，所述柔性支撑底座的材质为弹性模量在500MPa～4GPa之间的聚酰亚胺。

进一步地，所述柔性介质的材质为弹性模量在1MPa～50MPa之间的弹性材料。

进一步地，所述柔性介质的材质为弹性模量在1MPa～50MPa之间的橡胶。

进一步地，所述柔性介质与连接为一体的应变计和柔性传输线之间、连接为一体的应变计和柔性传输线与柔性支撑底座之间均通过AB胶粘结。

与现有技术相比，本发明所述接触应力传感器的有益效果是：

首先，本发明所述接触应力传感器通过采用柔性支撑底座、柔性传输线和柔性介质使所述接触应力传感器可以随着安装环境而发生弯曲变形，特别适用于位于曲面结构中的物体上下接触面接触应力的测量；

其次，本发明所述接触应力传感器通过在支撑基座上设置若干个通孔，使得只能用于测试拉应力的应变计也可以用于压应力的测试，同时，在应力作用下，位于支撑底座上的应变计上与通孔位置相应的多个部位同时发生弯曲变形，使应变计内的敏感栅在更小的厚度范围内长度变化更加明显，即电阻值变化更加明显，提高了应变计敏感系数，进而提高了测量精确度；

本发明所述接触应力传感器结构简单，操作简便，便于推广使用。

附图说明

图1为本发明的接触应力传感器的结构示意图；

图2为本发明实施例1中柔性支撑底座的结构示意图；

图3为本发明实施例2中柔性支撑底座的结构示意图；

图4为本发明实施例3中柔性支撑底座的结构示意图；

图5为本发明实施例中接触应力传感器的工作原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1