[发明专利]静电式自供能应变栅格传感器

权利要求书

1.一种静电式自供能应变栅格传感器，用于测量待测构件的应变，其特征包括一U形的滑槽(1)，滑槽(1)上端开口，并插有一滑片(2)；滑片(2)与滑槽(1)底面平行，长度相等；所述滑片(2)底面固定一垂直于所述滑片(2)的滑板(21)；滑板(21)与所述滑片的滑动方向垂直；所述滑槽(1)的顶面一端通过连接构件(3)固定于待测构件，滑槽(1)底面布置有由多个平行于所述滑板(21)的条状传感单元组成的传感阵列；所述滑片(2)从滑槽(1)的另一端插入，末端固定于待测构件；所述滑板(21)下端也具有条状传感单元；所述传感阵列中的传感单元以及滑板下端的传感单元均依次布置有金属电极层和介电材料层组成，且所述传感阵列中的传感单元以及滑板下端的传感单元的介电材料层相互接触，且两者极性相反；滑板(21)下端的金属电极层与电流表相连后，与多个并联的指示灯相连接，且每个指示灯都分别连接传感阵列中的一个传感单元的金属电极层。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征是，所述连接构件(3)都通过胶黏剂固定于待测构件。

3.根据权利要求1所述的传感器，其特征是，所述指示灯和电流表均集成在所述滑槽的背面。

4.根据权利要求1所述的传感器，其特征是，所述的滑槽、滑片与滑板均由绝缘材料制成。

5.根据权利要求1所述的传感器，其特征是，传感阵列中的各个传感单元宽度相同，且相邻两个传感单元之间的间距与传感单元的宽度相同；滑板(21)的厚度与所述传感单元的宽度相同。

6.根据权利要求5所述的传感器，其特征是，t时刻的应变值通过以下公式计算得到：ε(t)＝Δx(t)/l₁；

其中，Δx(t)表示t时刻的位移量，l₁为滑槽(1)的长度；

Δx(t)＝Δx₁(t)+Δx₂(t)；Δx₁(t)表示粗位移，通过指示灯的位置来确定；Δx₂(t)表示精细位移，根据电流值来确定；

Δx₁(t)＝(|k|-1)×l₀，其中k表示亮的指示灯的序号，l₀为传感单元宽度；

Δx₂(t)＝f(IR_k)，R_k表示第k个指示灯的电阻，I表示电流表示数，f()为两个相互接触的传感单元之间的位移与输出电压的函数关系式。