[实用新型]多场耦合综合测试系统中的拉力测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多场耦合综合测试系统中的拉力测量装置。

背景技术

研究表明，有缺陷的高聚物以一定的速度拉伸时，会在裂口周围产生一定的温升，同时伴生一定强度的磁场。为了进一步研究该磁场与拉伸时产生的温升之间的关系，需要在自动控制拉伸速度的同时，对试件的温升与磁感应强度进行同步测量，并以时间同步方式保存所有的测量数据：拉力、位移量、磁感应强度、温度(图像数据)，以研究并确定它们之间的关系。

检测液压拉伸试验机的夹头对试件的拉力是极为困难的，由于夹头处无法安装传感器，另外，自带有压力检测的试验机，无法直接输出压力数据给多场耦合综合测试系统的控制器，因此，有必要设计一种多场耦合综合测试系统中的拉力测量装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多场耦合综合测试系统中的拉力测量装置，该多场耦合综合测试系统中的拉力测量装置结构简单，易于实施，构思巧妙。

实用新型的技术解决方案如下：

一种多场耦合综合测试系统中的拉力测量装置，其特征在于，包括应变式压力传感器、放大器、控制器和上位机；应变式压力传感器的输出信号经放大器放大后输入到控制器中，控制器与上位机通过USB线连接；应变式压力传感器安装在液压拉伸试验机的油缸上；

应变式压力传感器为圆筒式结构，应变式压力传感器主体为一个带有一个轴向盲孔的圆筒，圆筒的开口端设有用于连接油缸的外螺纹；圆筒的外壁上设有4片应变片：R1～R4；其中R1和R2在设置在圆筒外壁的一侧，R3和R4设置在圆筒外壁的相对的另一侧；且R1和R3横向平齐并位于圆筒的实心段的外侧，R2和R4横向平齐并位于圆筒的盲孔段外侧，横向指圆筒的径向；

R1～R4连接成桥式检测电路：即R1和R4依次串联后与直流电源并接；R2和R3依次串联后与直流电源并接，R1与R4的连接点即为c点，R2与R3的连接点即为d点，c点和d点间的电压即为传感器的输出电压。

附图说明

图1是应变式压力传感器的结构图；

图2是应变式压力传感器的电路图；

图3是多场耦合综合测试系统的总体框图。

有益效果：

本实用新型的多场耦合综合测试系统中的拉力测量装置，通过测量油缸的形变来间接测量夹头对试件的拉力，构思巧妙，而且采用应变式压力传感器具有结构简单，易于实施等优点，该装置非常适合于应用在多场耦合综合测试系统中。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

实施例1：

如图1-2所示，一种多场耦合综合测试系统中的拉力测量装置，其特征在于，包括应变式压力传感器、放大器、控制器(即ARM处理器)和上位机(即工控机)；应变式压力传感器的输出信号经放大器放大后输入到控制器中，控制器与上位机通过USB线连接；应变式压力传感器安装在液压拉伸试验机的油缸上；

应变式压力传感器为圆筒式结构，应变式压力传感器主体为一个带有一个轴向盲孔的圆筒，圆筒的开口端设有用于连接油缸的外螺纹；圆筒的外壁上设有4片应变片：R1～R4；其中R1和R2在设置在圆筒外壁的一侧，R3和R4设置在圆筒外壁的相对的另一侧；且R1和R3横向平齐并位于圆筒的实心段的外侧，R2和R4横向平齐并位于圆筒的盲孔段外侧，横向指圆筒的径向；

R1～R4连接成桥式检测电路：即R1和R4依次串联后与直流电源并接；R2和R3依次串联后与直流电源并接，R1与R4的连接点即为c点，R2与R3的连接点即为d点，c点和d点间的电压即为传感器的输出电压。该输出电压即反映了拉力测量装置需要检测的压力。

油缸中的油压同时反映了拉伸力的大小。因此测得油缸中的油压，即可获得拉伸力的大小。在油缸底部开孔，安装压力传感器以测量油缸中油压。原WE-30型万能材料试验机的油缸活塞直径为D＝140mm，可算得油缸活塞的面积为：

S＝π(D/2)²＝3.14×(0.14/2)²＝0.015m²    (2.1)

试验机的最大载荷为30吨，约合300KN。则油缸内的最大压强为：

3×10⁵/0.015＝2×10⁷Pa＝20MPa    (2.2)