[发明专利]接触式位移传感器测量装置及测量电路有效
申请号: | 201810643747.7 | 申请日: | 2018-06-21 |
公开(公告)号: | CN109029230B | 公开(公告)日: | 2021-02-26 |
发明(设计)人: | 王丰;朱宏伟 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | G01B7/02 | 分类号: | G01B7/02 |
代理公司: | 北京鸿元知识产权代理有限公司 11327 | 代理人: | 曹素云;董永辉 |
地址: | 100084 北京市海淀区1*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 接触 位移 传感器 测量 装置 电路 | ||
1.一种接触式位移传感器测量装置,其特征在于,包括:测量部和数据转换部,所述测量部包括:壳体,可拆卸地安装在所述壳体顶部的连接部,以及位于壳体内的传感器和测量笔,其中,
所述测量部通过连接部与数据转换部可拆卸连接,所述传感器与所述数据转换部电连接;
所述测量笔在壳体内上下可移动,所述测量笔的末端设置有探针,所述探针从壳体的底端面伸出壳体;
所述连接部上还设置有支撑臂,且所述支撑臂向壳体内的底部延伸;所述连接部内还设置有下接触板,传感器与所述下接触板电连接,所述下接触板与数据转换部电连接;
所述传感器为柔性应变传感器,第一端固定连接在所述测量笔上,第二端固定连接在所述支撑臂上,且所述第一端高于所述第二端,所述传感器包括:基底和传感材料,所述基底采用聚二甲基硅氧烷制成,所述传感材料采用具有网格结构的石墨烯材料制成;
所述探针接触被测体表面并与其发生相对运动时,推动测量笔向上移动,带动传感器的第一端向上移动,传感器第一端远离第二端,所述传感器被拉伸,产生应变,通过所述数据转换部完成测量;
所述数据转换部,包括:与所述下接触板连接的上接触板,与所述上接触板连接的模数转换电路板,与模数转换电路板连接的主控、电源板,所述主控、电源板通过电源接口与上位机连接;所述传感器将拉伸应变转化为模拟信号,通过下接触板和上接触板传输至模数转换电路板,模数转换电路板中的电流数模转换器对传感器两端的电压进行测量,并传输至主控、电源板,经电源接口输出。
2.如权利要求1所述的接触式位移传感器测量装置,其特征在于,所述连接部的下端面上设置有孔,测量笔的顶端从所述孔伸入到连接部内。
3.如权利要求2所述的接触式位移传感器测量装置,其特征在于,
所述测量笔上套装有弹性元件,
所述弹性元件位于传感器的第一端和连接部的下端面之间,
所述测量笔向上移动,所述弹性元件向连接部的下端面压缩,传感器被拉伸,测量后,弹性元件向下回弹,将测量笔复位。
4.如权利要求1-3任一项所述的接触式位移传感器测量装置,其特征在于,所述测量笔上卡扣连接有第一固定件,所述支撑臂上卡扣连接有第二固定件,所述传感器的第一端和第二端分别固定在第一固定件和第二固定件的端面上。
5.如权利要求1所述的接触式位移传感器测量装置,其特征在于,所述传感器引出导线通过排母插头与所述下接触板连接,所述下接触板通过弹簧针与所述数据转换部连接。
6.如权利要求5所述的接触式位移传感器测量装置,其特征在于,所述连接部的一端通过第一旋扣结构安装在所述壳体的顶部,另一端通过第二旋扣结构与所述数据转换部连接。
7.如权利要求6所述的接触式位移传感器测量装置,其特征在于,所述接触式位移传感器测量装置的形状为笔形,笔尖为探针,笔头是测量部,笔尾是数据转换部。
8.如权利要求1所述的一种接触式位移传感器测量装置的测量电路,其特征在于,包括:测量单元,以及与测量单元连接的采样电路单元,其中,
所述测量单元,包括:柔性应变传感器,以及与柔性应变传感器连接的下接触板;
所述采样电路单元,包括:与所述下接触板连接的上接触板,与所述上接触板连接的模数转换电路板,与模数转换电路板连接的主控、电源板,所述主控、电源板通过电源接口与上位机连接;
所述柔性应变传感器将拉伸应变转化为模拟信号,通过下接触板和上接触板传输至模数转换电路板,模数转换电路板中的电流数模转换器对传感器两端的电压进行测量,并传输至主控、电源板,经电源接口输出。
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