多应变传感的带状电阻应变片组件制造技术

本发明专利技术公开了一种多应变传感的带状电阻应变片组件，其中，电阻应变传感单元与处理电路分别设置于基底上，电阻应变传感单元包括三组电阻应变片，每组中的电阻应变片分别相对于试件对称设置；第一电阻应变片组和第二电阻应变片组均沿试件轴向方向设置，第三电阻应变片组沿与试件轴向45°夹角方向设置，第一电阻应变片组接入处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路，第二电阻应变片组接入处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路，第三电阻应变片组构建形成惠斯通全桥电路并接入处理电路或接入处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路。通过本发明专利技术的技术方案，提高了测量效率，减小了误差，减少了导线数量。

【技术实现步骤摘要】
多应变传感的带状电阻应变片组件
本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种多应变传感的带状电阻应变片组件。
技术介绍
应变片是一种应用十分广泛的测量元件，常用于机械和结构的实验应力分析以及构造力、力矩、压力、流量和加速度等传感器。应变片结构形式大多是单方向敏感的单轴应变片、或者为双片式、三片式的应变花，存在多个电阻应变传感单元的应变片并不多见。在不同的工况下，电阻应变片测量方法不同，传统的测量方法是将应变片一个一个的贴在被测试件表面，然而此方法需要粘贴多次应变片，这就给实验结果带来了误差，降低了测量效率。当试件表面是平面时，应变片逐个粘贴时引起的误差较小，但试件表面是曲面而且需粘贴得应变片较多时逐个粘贴将给测量结果带来较大的误差。另外，在应变测量中，利用应变片构成惠斯通电桥进行测量是最常用的方式，但在一些工程实际中很难将处理电路安装在应变片附近，这就造成了应变片与处理电路之间只能用很长的导线连接，测量时势必会引起不可忽略的测量误差，目前常用的矫正手段是采用四线制连接，但上述方式存在一些缺点，比如连线较多布线比较麻烦。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种多应变传感的带状电阻应变片组件，通过自身构造多组电阻应变片分别使用轴向应变、弯曲应变及剪切应变的测量，无需逐次粘贴单轴应变片，提高了测量效率，减小了逐次粘贴应变片所引起的实验误差，设置于基底上的处理电路减小了数据传输线长度，避免了导线误差校正的问题，减少了导线数量，便于布线。为实现上述目的，本专利技术提供了一种多应变传感的带状电阻应变片组件，包括：基底、电阻应变传感单元、覆盖层和处理电路；所述基底为柔性材料制成，所述电阻应变传感单元与所述处理电路分别设置于所述基底上，所述覆盖层覆盖于所述电阻应变传感单元与所述处理电路上方，所述基底贴附于所要检测的试件表面；所述电阻应变传感单元包括三组电阻应变片，三组电阻应变片处于同一水平位置，每组中的电阻应变片分别相对于所述试件对称设置；第一电阻应变片组和第二电阻应变片组均沿所述试件轴向方向设置，第三电阻应变片组沿与所述试件轴向45°夹角方向设置，所述第一电阻应变片组接入所述处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路，所述第二电阻应变片组接入所述处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路，所述第三电阻应变片组构建形成惠斯通全桥电路并接入所述处理电路或接入所述处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路。在上述技术方案中，优选地，所述第一电阻应变片组包括第四电阻应变片和第八电阻应变片，所述第二电阻应变片组包括第二电阻应变片和第六电阻应变片，所述第三电阻应变片组包括第一电阻应变片、第三电阻应变片、第五电阻应变片和第七电阻应变片；所述第二电阻应变片、所述第四电阻应变片、所述第六电阻应变片和所述第八电阻应变片沿所述试件轴向方向设置，所述第一电阻应变片和所述第五电阻应变片沿与所述试件轴向-45°夹角方向设置，所述第三电阻应变片和所述第七电阻应变片沿与所述试件轴向45°夹角方向设置；所述第四电阻应变片和所述第八电阻应变片与所述处理电路的内置标准电路构建形成惠斯通半桥电路，所述第二电阻应变片和所述第六电阻应变片与所述处理电路的内置标准电路构建形成惠斯通半桥电路，所述第一电阻应变片、所述第三电阻应变片、所述第五电阻应变片和所述第七电阻应变片构建形成惠斯通全桥电路并与所述处理电路相连接。在上述技术方案中，优选地，所述第一电阻应变片组包括第四电阻应变片和第八电阻应变片，所述第二电阻应变片组包括第二电阻应变片和第六电阻应变片，所述第三电阻应变片组包括第一电阻应变片和第五电阻应变片；所述第二电阻应变片、所述第四电阻应变片、所述第六电阻应变片和所述第八电阻应变片沿所述试件轴向方向设置，所述第一电阻应变片和所述第五电阻应变片沿与所述试件轴向-45°或45°夹角方向设置；所述第四电阻应变片和所述第八电阻应变片与所述处理电路的内置标准电路构建形成惠斯通半桥电路，所述第二电阻应变片和所述第六电阻应变片与所述处理电路的内置标准电路构建形成惠斯通半桥电路，所述第一电阻应变片和所述第五电阻应变片与所述处理电路的内置标准电路构建形成惠斯通半桥电路。在上述技术方案中，优选地，所述第四电阻应变片和所述第八电阻应变片在惠斯通半桥电路中相邻布置并连接，所述第二电阻应变片和所述第六电阻应变片在惠斯通半桥电路中相对布置并连接，所述第一电阻应变片和所述第五电阻应变片在惠斯通全桥电路或惠斯通半桥电路中相对布置并连接。在上述技术方案中，优选地，所述电阻应变传感单元中的三组电阻应变片为采用应变胶黏剂将相应的电阻丝贴附于所述基底的上表面构成，或者，所述电阻应变传感单元中的三组电阻应变片为将相应的电阻丝刻制于所述基底的上表面构成，或者，所述基底上的对应位置设置上下完全贯穿的开槽，将相应的电阻应变片成品安装于所述开槽中。在上述技术方案中，优选地，所述处理电路包括放大电路、AD/DA转换电路和单片机，所述惠斯通半桥电路和/或所述惠斯通全桥电路与所述放大电路相连接，所述放大电路与所述AD/DA转换电路相连接，所述AD/DA转换电路与所述单片机相连接。在上述技术方案中，优选地，所述基底上的所述电阻应变传感单元位置的边缘外侧设置有定位刻度线。在上述技术方案中，优选地，所述处理电路刻制于所述基底上，或者，所述处理电路制成柔性电路板安装于所述基底上。在上述技术方案中，优选地，所述基底为带状结构，所述基底的尺寸与所述试件的尺寸相适配使得所述电阻应变传感单元中每组中的电阻应变片相对于所述试件对称设置，所述试件为圆柱体或棱柱体结构。在上述技术方案中，优选地，所述电阻应变传感单元的三组电阻应变片均设置有接线端子，通过所述接线端子实现电阻应变片之间的连接以及与所述处理电路之间的连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：通过自身构造多组电阻应变片分别使用轴向应变、弯曲应变及剪切应变的测量，无需逐次粘贴单轴应变片，提高了测量效率，减小了逐次粘贴应变片所引起的实验误差，设置于基底上的处理电路减小了数据传输线长度，避免了导线误差校正的问题，减少了导线数量，便于布线。附图说明图1为本专利技术一种实施例公开的多应变传感的带状电阻应变片组件的截面结构示意图；图2为本专利技术一种实施例公开的多应变传感的带状电阻应变片组件的平面结构示意图；图3为本专利技术一种实施例公开的惠斯通电桥电路的原理示意图；图4为本专利技术一种实施例公开的处理电路的流程示意图；图5为本专利技术一种实施例公开的多应变传感的带状电阻应变片组件的安装于试件的示意图。图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：1、第一电阻应变片；2、第二电阻应变片；3、第三电阻应变片；4、第四电阻应变片；5、第五电阻应变片；6、第六电阻应变片；7、第七电阻应变片；8、第八电阻应变片；9、定位刻度线；10、接线端子；11、基底；12、处理电路；13、覆盖层；14、试件。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多应变传感的带状电阻应变片组件，其特征在于，包括：基底、电阻应变传感单元、覆盖层和处理电路；/n所述基底为柔性材料制成，所述电阻应变传感单元与所述处理电路分别设置于所述基底上，所述覆盖层覆盖于所述电阻应变传感单元与所述处理电路上方，所述基底贴附于所要检测的试件表面；/n所述电阻应变传感单元包括三组电阻应变片，三组电阻应变片处于同一水平位置，每组中的电阻应变片分别相对于所述试件对称设置；/n第一电阻应变片组和第二电阻应变片组均沿所述试件轴向方向设置，第三电阻应变片组沿与所述试件轴向45°夹角方向设置，所述第一电阻应变片组接入所述处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路，所述第二电阻应变片组接入所述处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路，所述第三电阻应变片组构建形成惠斯通全桥电路并接入所述处理电路或接入所述处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种多应变传感的带状电阻应变片组件，其特征在于，包括：基底、电阻应变传感单元、覆盖层和处理电路；
所述基底为柔性材料制成，所述电阻应变传感单元与所述处理电路分别设置于所述基底上，所述覆盖层覆盖于所述电阻应变传感单元与所述处理电路上方，所述基底贴附于所要检测的试件表面；
所述电阻应变传感单元包括三组电阻应变片，三组电阻应变片处于同一水平位置，每组中的电阻应变片分别相对于所述试件对称设置；
第一电阻应变片组和第二电阻应变片组均沿所述试件轴向方向设置，第三电阻应变片组沿与所述试件轴向45°夹角方向设置，所述第一电阻应变片组接入所述处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路，所述第二电阻应变片组接入所述处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路，所述第三电阻应变片组构建形成惠斯通全桥电路并接入所述处理电路或接入所述处理电路并与内置标准电阻构建形成惠斯通半桥电路。


2.根据权利要求1所述的多应变传感的带状电阻应变片组件，其特征在于，所述第一电阻应变片组包括第四电阻应变片和第八电阻应变片，所述第二电阻应变片组包括第二电阻应变片和第六电阻应变片，所述第三电阻应变片组包括第一电阻应变片、第三电阻应变片、第五电阻应变片和第七电阻应变片；
所述第二电阻应变片、所述第四电阻应变片、所述第六电阻应变片和所述第八电阻应变片沿所述试件轴向方向设置，所述第一电阻应变片和所述第五电阻应变片沿与所述试件轴向-45°夹角方向设置，所述第三电阻应变片和所述第七电阻应变片沿与所述试件轴向45°夹角方向设置；
所述第四电阻应变片和所述第八电阻应变片与所述处理电路的内置标准电路构建形成惠斯通半桥电路，所述第二电阻应变片和所述第六电阻应变片与所述处理电路的内置标准电路构建形成惠斯通半桥电路，所述第一电阻应变片、所述第三电阻应变片、所述第五电阻应变片和所述第七电阻应变片构建形成惠斯通全桥电路并与所述处理电路相连接。


3.根据权利要求1所述的多应变传感的带状电阻应变片组件，其特征在于，所述第一电阻应变片组包括第四电阻应变片和第八电阻应变片，所述第二电阻应变片组包括第二电阻应变片和第六电阻应变片，所述第三电阻应变片组包括第一电阻应变片和第五电阻应变片；
所述第二电阻应变片、所述第四电阻应变片、所述第六电阻应变片和所述第八电阻应变片沿所述试件轴向方向设置，所述第一电阻应变片和所述第五电阻应变片沿与所述试件轴向-45°或45°夹角方...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭来湖，潘奔，祖洪飞，戴宁，汝欣，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33