一种大阵列电阻式应变片自动检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，包括机架、定位固定机构、检测机构、计算机、数据采集板卡、台式数字万用表和输出放大板；定位固定机构包括二维移动平台、真空吸附台和真空吸附回路，真空吸附台包括吸附台下盖和吸附台上盖；真空吸附回路包括真空泵、真空过滤器、真空度调节阀和真空电磁阀；检测机构包括第一气缸滑台、气缸滑台安装板、第二气缸滑台、气动回路、探针盒、检测电路板和弹簧探针阵列；气动回路包括气泵、空气过滤器、减压阀和压力表；本发明专利技术还公开了一种大阵列电阻式应变片自动检测方法。本发明专利技术设计新颖合理，实现成本低，工作可靠性高，能够提高生产效率，降低工人劳动强度及产品生产成本，推广应用价值高。

Device and method for automatically detecting large array resistance strain gauge

The invention discloses a large array of resistance strain gauge automatic detection device, which comprises a frame, positioning and fixing mechanism, a detection mechanism, computer, data acquisition card, digital multimeter and output amplifier board; positioning fixing mechanism comprises a two-dimensional mobile platform, vacuum suction table and vacuum adsorption circuit, vacuum adsorption including adsorption Taiwan Taiwan under cover and adsorption table cover; the vacuum adsorption circuit comprises a vacuum pump, vacuum filter, vacuum valve and vacuum solenoid valve; the detection mechanism includes a first cylinder cylinder mounting plate, slide, slide second cylinder sliding table, pneumatic circuit, probe box, detection circuit board and a spring probe array; the pneumatic circuit comprises an air pump air filter, relief valve and pressure gauge; the invention also discloses a large array of resistance strain gauge automatic detection method. The invention has the advantages of novel and reasonable design, low cost, high reliability, high production efficiency, low labor intensity and production cost, and high popularization and application value.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电阻式应变片生产
，具体涉及一种大阵列电阻式应变片自动检测装置及方法。
技术介绍
电阻式应变片是实验应力分析、测试计量技术、自动检测与控制技术以及称重或测力传感器的关键元件，具有尺寸小、蠕变小、很好的抗疲劳性能及很好的稳定性等特点，广泛应用于各种机械和工程结构强度及寿命的诊断与评估，也用于多种物理量的检测和计量，实现生产过程和科学实验过程的测量与控制。电阻式应变片主要粘贴在弹性体的表面，弹性体在受载荷后表面产生的微小变形(伸长或缩短)，使粘贴在它表面的应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小)，然后经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)输出，测出电阻的变化，即可按公式算出弹性体表面的应变，以及相应的应力。如图8所示，电阻式应变片主要由敏感栅41、基底42、覆盖层43和引线44组成，敏感栅41用粘结剂45粘在基底42和覆盖层43之间。在应变片生产过程中，首先将箔材牢固粘附在基底42上，基底42材料通常为胶膜(改性酚醛树脂，聚酰亚胺树脂，环氧树脂等)，厚度约为0.02mm～0.04mm；敏感栅41材料为厚度约为0.0025mm～0.005mm的金属合金箔，箔材通常为康铜箔材、卡玛箔材、退火康铜箔材等；敏感栅41的成型是将箔材按照一定的电路要求进行光刻、腐蚀，最后剩余在基底42上的电阻丝即为敏感栅41。为了进一步提高敏感栅41在使用过程中的工作稳定性和使用寿命，还需要在敏感栅41上增加覆盖层43，一般覆盖层43的材料和基底材料相同，厚度约为0.01mm～0.02mm，电阻式应变片的总厚度约为0.035mm～0.05mm。电阻式应变片是在一张102mm×115mm的金属箔板上按照一定的排列规则图形蚀刻而成，一张金属箔板上通常会有多个产品的图形。一种大阵列电阻式应变片膜片上会有多个按阵列排列的电阻式应变片单元，每个电阻式应变片单元引出4个电极，作为4个测量点。在应变片产品生产后期需要将单个应变片产品从整版中分离出来，并对单个应变片产品进行检测，最后根据检测结果进行分选，需要对其静态电阻值、电压值、灵敏度、热输出、横向效应系数、蠕变、应变极限和疲劳寿命等多项工作特性进行测试。其中静态电阻值、电压值、灵敏度检测属于全数检验，其它性能指标属于批量抽样检验。目前，对应变片的电阻、电压测量完全依赖人工测试，由于应变片产量大，需要的工人多，造成劳动强度大，生产成本高，并且测试效率低，容易出错，不利于对产品质量的稳定性控制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构紧凑、设计新颖合理、实现成本低、工作可靠性高、实用性强、能够提高生产效率、降低工人劳动强度及产品生产成本、推广应用价值高的大阵列电阻式应变片自动检测装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：包括机架、定位固定机构、检测机构和计算机，所述计算机上接有数据采集板卡和台式数字万用表，所述数据采集板卡的信号输出端接有输出放大板；所述机架包括上下间隔设置的上顶板和下底板，以及支撑在上顶板和下底板之间的支柱；所述定位固定机构包括安装在下底板顶部的二维移动平台、安装在二维移动平台顶部的真空吸附台和用于对真空吸附台抽真空的真空吸附回路，所述二维移动平台包括X轴移动电机、Y轴移动电机、X轴移动光栅尺和Y轴移动光栅尺，所述真空吸附台包括相互扣合且固定连接的吸附台下盖和吸附台上盖，所述吸附台下盖和吸附台上盖扣合形成的空间为真空腔，所述吸附台上盖的上表面上设置有吸附孔；所述真空吸附回路包括通过真空管依次连接的真空泵、真空过滤器、真空度调节阀和真空电磁阀，所述真空管与所述真空腔相连通，所述真空度调节阀上连接有真空表；所述X轴移动光栅尺和Y轴移动光栅尺均与数据采集板卡的信号输入端连接，所述X轴移动电机、Y轴移动电机和真空电磁阀均与输出放大板的输出端连接；所述检测机构包括水平设置在上顶板顶部的第一气缸滑台、与第一气缸滑台的滑台连接的气缸滑台安装板和与气缸滑台安装板连接的第二气缸滑台，以及气动回路；所述第二气缸滑台的滑台上通过连接板连接有探针盒，所述探针盒内部设置有检测电路板，所述检测电路板上设置有多路应变片电阻电压检测电路和与多路应变片电阻电压检测电路的信号采集端连接且向下穿出探针盒的弹簧探针阵列；所述气动回路包括通过气管依次连接的气泵、空气过滤器、减压阀和压力表，所述第一气缸滑台通过第一气动电磁阀与气管连接，所述第二气缸滑台通过第二气动电磁阀与气管连接；所述第一气动电磁阀和第二气动电磁阀均与输出放大板的输出端连接，多路应变片电阻电压检测电路的控制信号输入端均与数据采集板卡的信号输出端连接，多路应变片电阻电压检测电路的信号输出端均通过信号输出接口与台式数字万用表相接。上述的一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：所述支柱由多根连接成框架结构的铝型材制成，所述铝型材与铝型材通过三角形连接架固定连接，所述铝型材与上顶板通过螺栓和螺母固定连接，所述铝型材与下底板通过螺栓、螺母和三角形连接架固定连接。上述的一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：所述吸附台下盖与吸附台上盖之间设置有密封垫，所述吸附台下盖、密封垫和吸附台上盖通过吸附台连接螺栓固定连接，所述吸附台下盖的侧面设置有螺纹孔，所述真空管通过气动接头与螺纹孔连接。上述的一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：所述吸附台上盖的上表面上设置有多条水平向凹槽和多条竖直向凹槽，多条所述水平向凹槽和多条所述竖直向凹槽相互交叉形成了多个凸块，所述吸附孔的数量为多个，多个吸附孔分布在多个凸块上；所述吸附台上盖上表面的形状为矩形，所述吸附台上盖上表面的四个脚上均刻有参考定位线。上述的一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：所述第一气缸滑台为无杆气缸滑台，所述检测电路板的数量为两块，两块所述检测电路板一上一下通过铜螺柱和螺钉固定连接，所述弹簧探针阵列与上部的检测电路板焊接并穿透下部的检测电路板后再向下穿出探针盒。上述的一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：所述弹簧探针阵列由多组弹簧探针组构成，每组弹簧探针组均由用于在测量时与一个电阻应变片的四个测量点对应接触的四根弹簧探针组成；每路应变片电阻电压检测电路均包括型号均为ADG84的芯片S1、芯片S2和芯片S3，所述信号输出接口为具有四个引脚的接线端口P1；所述芯片S1的第1引脚与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：包括机架、定位固定机构、检测机构和计算机(35)，所述计算机(35)上接有数据采集板卡(36)和台式数字万用表(37)，所述数据采集板卡(36)的信号输出端接有输出放大板(38)；所述机架包括上下间隔设置的上顶板(1)和下底板(17)，以及支撑在上顶板(1)和下底板(17)之间的支柱；所述定位固定机构包括安装在下底板(17)顶部的二维移动平台(11)、安装在二维移动平台(11)顶部的真空吸附台(13)和用于对真空吸附台(13)抽真空的真空吸附回路，所述二维移动平台(11)包括X轴移动电机(16)、Y轴移动电机(15)、X轴移动光栅尺(12)和Y轴移动光栅尺(10)，所述真空吸附台(13)包括相互扣合且固定连接的吸附台下盖(13‑1)和吸附台上盖(13‑2)，所述吸附台下盖(13‑1)和吸附台上盖(13‑2)扣合形成的空间为真空腔，所述吸附台上盖(13‑2)的上表面上设置有吸附孔(13‑3)；所述真空吸附回路包括通过真空管(31)依次连接的真空泵(30)、真空过滤器(29)、真空度调节阀(28)和真空电磁阀(25)，所述真空管(31)与所述真空腔相连通，所述真空度调节阀(28)上连接有真空表(27)；所述X轴移动光栅尺(12)和Y轴移动光栅尺(10)均与数据采集板卡(36)的信号输入端连接，所述X轴移动电机(16)、Y轴移动电机(15)和真空电磁阀(25)均与输出放大板(38)的输出端连接；所述检测机构包括水平设置在上顶板(1)顶部的第一气缸滑台(2)、与第一气缸滑台(2)的滑台连接的气缸滑台安装板(3)和与气缸滑台安装板(3)连接的第二气缸滑台(4)，以及气动回路；所述第二气缸滑台(4)的滑台上通过连接板(5)连接有探针盒(6)，所述探针盒(6)内部设置有检测电路板(8)，所述检测电路板(8)上设置有多路应变片电阻电压检测电路(40)和与多路应变片电阻电压检测电路(40)的信号采集端连接且向下穿出探针盒(6)的弹簧探针阵列(9)；所述气动回路包括通过气管(24)依次连接的气泵(20)、空气过滤器(21)、减压阀(22)和压力表(23)，所述第一气缸滑台(2)通过第一气动电磁阀(26)与气管(24)连接，所述第二气缸滑台(4)通过第二气动电磁阀(32)与气管(24)连接；所述第一气动电磁阀(26)和第二气动电磁阀(32)均与输出放大板(38)的输出端连接，多路应变片电阻电压检测电路(40)的控制信号输入端均与数据采集板卡(36)的信号输出端连接，多路应变片电阻电压检测电路(40)的信号输出端均通过信号输出接口(39)与台式数字万用表(37)相接。...

【技术特征摘要】
1.一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：包括机架、定位固定机构、检
测机构和计算机(35)，所述计算机(35)上接有数据采集板卡(36)和台式数字万用表(37)，
所述数据采集板卡(36)的信号输出端接有输出放大板(38)；
所述机架包括上下间隔设置的上顶板(1)和下底板(17)，以及支撑在上顶板(1)和下底
板(17)之间的支柱；
所述定位固定机构包括安装在下底板(17)顶部的二维移动平台(11)、安装在二维移动
平台(11)顶部的真空吸附台(13)和用于对真空吸附台(13)抽真空的真空吸附回路，所述二
维移动平台(11)包括X轴移动电机(16)、Y轴移动电机(15)、X轴移动光栅尺(12)和Y轴移动
光栅尺(10)，所述真空吸附台(13)包括相互扣合且固定连接的吸附台下盖(13-1)和吸附台
上盖(13-2)，所述吸附台下盖(13-1)和吸附台上盖(13-2)扣合形成的空间为真空腔，所述
吸附台上盖(13-2)的上表面上设置有吸附孔(13-3)；所述真空吸附回路包括通过真空管
(31)依次连接的真空泵(30)、真空过滤器(29)、真空度调节阀(28)和真空电磁阀(25)，所述
真空管(31)与所述真空腔相连通，所述真空度调节阀(28)上连接有真空表(27)；所述X轴移
动光栅尺(12)和Y轴移动光栅尺(10)均与数据采集板卡(36)的信号输入端连接，所述X轴移
动电机(16)、Y轴移动电机(15)和真空电磁阀(25)均与输出放大板(38)的输出端连接；
所述检测机构包括水平设置在上顶板(1)顶部的第一气缸滑台(2)、与第一气缸滑台
(2)的滑台连接的气缸滑台安装板(3)和与气缸滑台安装板(3)连接的第二气缸滑台(4)，以
及气动回路；所述第二气缸滑台(4)的滑台上通过连接板(5)连接有探针盒(6)，所述探针盒
(6)内部设置有检测电路板(8)，所述检测电路板(8)上设置有多路应变片电阻电压检测电
路(40)和与多路应变片电阻电压检测电路(40)的信号采集端连接且向下穿出探针盒(6)的
弹簧探针阵列(9)；所述气动回路包括通过气管(24)依次连接的气泵(20)、空气过滤器
(21)、减压阀(22)和压力表(23)，所述第一气缸滑台(2)通过第一气动电磁阀(26)与气管
(24)连接，所述第二气缸滑台(4)通过第二气动电磁阀(32)与气管(24)连接；所述第一气动
电磁阀(26)和第二气动电磁阀(32)均与输出放大板(38)的输出端连接，多路应变片电阻电
压检测电路(40)的控制信号输入端均与数据采集板卡(36)的信号输出端连接，多路应变片
电阻电压检测电路(40)的信号输出端均通过信号输出接口(39)与台式数字万用表(37)相
接。
2.按照权利要求1所述的一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：所述支
柱由多根连接成框架结构的铝型材(19)制成，所述铝型材(19)与铝型材(19)通过三角形连
接架(18)固定连接，所述铝型材(19)与上顶板(1)通过螺栓和螺母固定连接，所述铝型材
(19)与下底板(17)通过螺栓、螺母和三角形连接架(18)固定连接。
3.按照权利要求1所述的一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：所述吸
附台下盖(13-1)与吸附台上盖(13-2)之间设置有密封垫(13-4)，所述吸附台下盖(13-1)、
密封垫(13-4)和吸附台上盖(13-2)通过吸附台连接螺栓(13-5)固定连接，所述吸附台下盖
(13-1)的侧面设置有螺纹孔(13-6)，所述真空管(31)通过气动接头(33)与螺纹孔(13-6)连
接。
4.按照权利要求1所述的一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：所述吸
附台上盖(13-2)的上表面上设置有多条水平向凹槽和多条竖直向凹槽，多条所述水平向凹
槽和多条所述竖直向凹槽相互交叉形成了多个凸块(13-7)，所述吸附孔(13-3)的数量为多
个，多个吸附孔(13-3)分布在多个凸块(13-7)上；所述吸附台上盖(13-2)上表面的形状为
矩形，所述吸附台上盖(13-2)上表面的四个脚上均刻有参考定位线(13-8)。
5.按照权利要求1所述的一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：所述第
一气缸滑台(2)为无杆气缸滑台，所述检测电路板(8)的数量为两块，两块所述检测电路板
(8)一上一下通过铜螺柱(7)和螺钉(34)固定连接，所述弹簧探针阵列(9)与上部的检测电
路板(8)焊接并穿透下部的检测电路板(8)后再向下穿出探针盒(6)。
6.按照权利要求1所述的一种大阵列电阻式应变片自动检测装置，其特征在于：所述弹
簧探针阵列(9)由多组弹簧探针组构成，每组弹簧探针组均由用于在测量时与一个电阻应
变片的四个测量点对应接触的四根弹簧探针组成；每路应变片电阻电压检测电路(40)均包
括型号均为ADG84的芯片S1、芯片S2和芯片S3，所述信号输出接口(39)为具有四个引脚的接
线端口P1；所述芯片S1的第1引脚与供电电源的输出端VCC相接，且通过电容C1接地，所述芯
片S1的第4引脚和第8引脚连接且为应变片电阻电压检测电路(40)的第一控制信号输入端
IN1，所述芯片S1的第5引脚与所述电阻应变片的第一个测...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵峰，苗玉刚，秦伟，何斌，尹继武，
申请(专利权)人：陕西理工学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61