[发明专利]一种用于变形测量杆标定的空间变形施加与读取装置

说明书

本发明公开了一种用于变形测量杆标定的空间变形施加与读取装置，底座为方形板状，上面设置有若干条互相平行的排孔；第一固定框和第二固定框均为中空的方框状结构，二者平行布置，均固定于底板上；第一游标测量尺固定在第一固定框上，第二游标测量尺固定在第二固定框上；第一直线轴承、第一滑动杆、第一约束环一起产生竖直方向的上下移动；第二直线轴承、第二滑动杆、第二约束环一起产生水平方向的左右移动；第一支撑杆和第二支撑杆位于第一固定框和第二固定框之间，用于提供支撑。本发明可以得到实际变形与变形测量杆敏感元件感知的应变之间的准确对应关系，可以同时开展竖直和水平两个方向的变形施加，且两个方向的变形施加和读取互不干扰。

技术领域

本发明属于测试标定和信息处理技术领域，具体涉及一种用于变形测量杆标定的空间变形施加与读取装置。

背景技术

变形信息监测对很多重大土木工程、结构工程的服役状态、安全评估及维护起着至关重要的作用，如桥梁桥身的变形状态、边坡内部的土体变形状态等关键安全信息的监测。变形测量杆是一种内部布置有应变片、光纤光栅等敏感元件的柔性杆，通过这些敏感元件感知柔性杆在变形状态下产生的弯曲应变，结合变形反演算法，可以根据感知的弯曲应变来反推出变形信息，实现变形的测量。

现有技术中存在的主要问题包括：

目前，变形测量杆的反演算法包括基于应变信息的曲率计算算法、基于应变信息的梁单元算法等理论算法。但是由于变形测量杆在制备过程中，不可避免的会有制造误差，比如柔性杆的加工误差、应变片或光纤光栅的贴片误差等。对于这些无法量化的误差，采用现有的理论反演算法进行形状反推时，就会产生较大的计算误差，导致形状反演结果不准确，非常不利于实际工程的变形安全信息监测，迫切需要专门的实验校准装置来对变形测量杆实施测试标定，得到真实的变形与敏感元件输出之间的实际对应关系，以便准确的开展工程监测。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于变形测量杆标定的空间变形施加与读取装置，解决了现有的变形测量杆通过理论反演算法进行变形计算误差大、缺乏专门的标定装置的技术问题，可以得到实际变形与变形测量杆敏感元件感知的应变之间的准确对应关系，可以同时开展竖直和水平两个方向的变形施加，且两个方向的变形施加和读取互不干扰。

为此，本发明采用了以下技术方案：

一种用于变形测量杆标定的空间变形施加与读取装置，包括底座、第一固定框、第二固定框、第一游标测量尺、第一直线轴承、第一滑动杆、第一约束环、第二游标测量尺、第二直线轴承、第二滑动杆、第二约束环、第一支撑杆和第二支撑杆；所述底座为方形板状，上面设置有若干条互相平行的排孔；所述第一固定框和第二固定框均为中空的方框状结构，二者平行布置，第一固定框、第二固定框均固定于底板上；所述第一游标测量尺固定在第一固定框上，所述第二游标测量尺固定在第二固定框上；所述第一直线轴承固定在第一游标测量尺上，所述第一滑动杆为一端带有内螺纹孔的光滑圆轴，置入第一直线轴承内，可自由滑动；所述第一约束环与第一滑动杆一端的内螺纹孔固定；所述第二直线轴承固定在第二游标测量尺上；所述第二滑动杆为一端带有内螺纹孔的光滑圆轴，置入第二直线轴承内，可自由滑动；所述第二约束环与第二滑动杆一端的内螺纹孔固定；所述第一支撑杆和第二支撑杆的尺寸及结构相同，均为一端带有外螺纹的光杆结构，位于第一固定框和第二固定框之间，用于提供支撑。

进一步地，所述底座上的排孔设有四条，分别是第一排孔、第二排孔、第三排孔、第四排孔，每条排孔均由等间距的若干通孔组成；处于四条排孔中的相同序号的通孔互相对应；

所述第一固定框底部的框条上设置有四个第一固定框底部螺孔，与底座上面的四条排孔对应，右侧框条的上方长度超出上方框条，并且右侧框条两端的右侧面上设置有侧面凸台，侧面凸台上设置有侧面凸台螺孔，左侧框条和右侧框条的上部分别设置有支撑螺孔；