[发明专利]一种用于拉力试验机的多层力值传感器及其测量方法

权利要求书

1.一种用于拉力试验机的多层力值传感器，包括压力筒、感应弹簧、限位法兰和位移传感器，其特征在于：所述压力筒为上、下端面分别设有上大下小沉孔的纵剖面类似“H”形的圆筒体，下端设有外凸缘，外凸缘上开设有一条轴向沟槽，所述压力筒的下端插入另一个压力筒的上沉孔中构成具有封闭压力腔的多层多腔塔状结构体；所述感应弹簧竖直安置在每个封闭压力腔内；所述限位法兰套装在所述压力筒的外圆上与被插入压力筒的上端平面固定连接，限位法兰内圆周面对应压力筒外凸缘上开设的沟槽处开设有相同的轴向沟槽；所述位移传感器的一端安置在限位法兰内圆周面开设有的轴向沟槽中，另一端安置在压力筒外凸缘开设的沟槽中。

2.根据权利要求1所述的用于拉力试验机的多层力值传感器，其特征在于：所述的多层力值传感器还设有导向装置，所述导向装置是在所述压力筒外圆上设置一凸块，在所述限位法兰内圆周面上设置与凸块相配合的轴向滑槽。

3.根据权利要求1所述的用于拉力试验机的多层力值传感器，其特征在于：所述压力筒的上、下沉孔之间还开设有螺纹中心孔，螺纹中心孔中连接有上下插入式活动连接的圆管形芯轴，上一层芯轴的外径小于下一层芯轴的内径，最下层压力筒不设置芯轴。

4.根据权利要求1所述的用于拉力试验机的多层力值传感器，其特征在于：所述的多层多腔塔状结构体为三层两腔，且上层压力筒下端设有的外凸缘的外径小于下一层压力筒的上沉孔直径。

5.根据权利要求1所述的用于拉力试验机的多层力值传感器，其特征在于：所述感应弹簧为碟形弹簧，且不同层压力筒内安置的碟形弹簧的弹性模量，从上到下逐层增加。

6.根据权利要求1所述的用于拉力试验机的多层力值传感器，其特征在于：所述碟形弹簧，相邻两层弹簧的测量力设置有10％的重叠区。

7.一种根据权利要求1所述的用于拉力试验机的多层力值传感器的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、检测各层感应弹簧的弹性模量E，校验位移变换系数k，各位移传感器的预紧力大于感应弹簧最小线性压力，位移传感器的显示值区间在传感器弹簧可压缩的有效行程的5％～95％之间，位移传感器最小压力显示值Fmin对应其有效行程为5％，位移传感器最大压力显示值Fmax对应其有效行程为95％，且上层Fmax等于下层Fmin；

(2)、根据工作要求，估测位移传感器的量程和测量区间，从上到下，由小到大，第一层、第二层……组装成位移传感器组，并利用其上下端面通过法兰将其安装到压力机上；

(3)、将多层力值传感器上的位移传感器通过导线和信号变送器与计算机相连，并保持测量通道与计算机显示相对应；

(4)、设置测量参数，校验位移传感器，将把步骤1确定的参数值输入计算机，校验各层位移传感器的最小值，根据“胡克定律”确定拉力机的压力值为：

F＝Fmin+E·k·∣x∣，x为传感器在F＝Fmin时为0的位移变量；

(5)、计算机数据处理：拉力机工作时，当拉力小于第一层位移传感器的Fmin时，计算机不显示,计算机报警,即拉力机欠量程时，按步骤1～步骤4在位移传感器组上面再添加一个位移传感器；当拉力达到第一层位移传感器Fmax时，计算机自动读取显示第二层位移传感器数值，以此类推读取第三层；当拉力超出最下层位移传感器量程时，计算机报警,即拉力机超量程时，将按步骤1～步骤4在位移传感器组下面再添加一个位移传感器；

(6)、测试完成，拉力机卸荷，系统复位，关闭电源。