[发明专利]实时精确测量压力的螺栓、测量系统和测量方法

权利要求书

1.一种用于实时精确测量压力的螺栓，其特征在于，包括：

截面形状为六边形的螺栓主体；

所述螺栓主体的顶面内凹有第一凹槽；

所述第一凹槽内分布有用于测量第一压力值的第一测力阵列；

所述螺栓主体的外周面内凹有第二凹槽；

所述第二凹槽内分布有用于测量第二压力值的第二测力电桥；

所述螺栓主体的顶面中心开设有用于安装光杆的通孔；

所述第二测力电桥与所述光杆连接。

2.如权利要求1所述的一种用于实时精确测量压力的螺栓，其特征在于：

所述第一测力阵列为由多个弹簧测力计组成的弹簧测力阵列；

第二测力电桥为由多个应变片组成的电桥；

其中，各所述弹簧测力之间通过第一导线连接；各所述应变片之间通过第二导线连接。

3.如权利要求2所述的一种用于实时精确测量压力的螺栓，其特征在于：

所述弹簧测力计的数量设置6个，且均匀分布在所述第一凹槽内；

所述应变片的数量设置4个，且均匀分布在所述第二凹槽内。

4.一种实时精确测量压力的测量系统，适用于权利要求1至3任一项所述的用于实时精确测量压力的螺栓，其特征在于：

包括权利要求1至3任一项所述的螺栓、均安装在所述螺栓内部的无线传输模块、单片机、以及显示器；

所述螺栓与所述无线传输模块电连接；

所述无线传输模块与所述单片机处理模块电连接；

所述显示器固定安装在所述螺栓上。

5.如权利要求4所述的一种实时精确测量压力的测量系统，其特征在于：

所述无线传输模块包括无线应变节点、以及无线网关；

所述无线应变节点接收所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号，并将所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号发送给所述无线网关；

所述无线网关接收所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号。

6.如权利要求5所述的一种实时精确测量压力的测量系统，其特征在于：

还包括运算放大电路模块、以及模数转换电路；

所述运算放大电路模块对所述无线网关接收的所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号进行进行放大处理，得到放大后的所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号；

所述模数转换电路对所述放大后的所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号进行模数转换，得到放大后的所述第一压力值以及所述第二压力值的数字信号。

7.如权利要求6所述的一种实时精确测量压力的测量系统，其特征在于：

所述单片机接收所述放大后的所述第一压力值以及所述第二压力值的数字信号，并对所述放大后的所述第一压力值以及所述第二压力值的数字信号通过卡尔曼滤波算法进行融合滤波，得到所述螺栓的实际压力值；

所述显示器将所述螺栓的实际压力值显示出来。

8.一种实时精确测量压力的测量方法，适用于权利要求7所述的一种实时精确测量压力的测量系统，其特征在于：包括以下步骤：

S101：第一测力阵列测量第一压力值；

S102：第二测力电桥测量第二压力值；

S103：无线应变节点接收所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号，并将所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号发送给所述无线网关；

S104：所述无线网关接收所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号发送给运算放大电路模块；

S105：所述运算放大电路模块对所述无线网关接收的所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号进行进行放大处理，得到放大后的所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号；

S106：模数转换电路对所述放大后的所述第一压力值以及所述第二压力值的模拟信号进行模数转换，得到放大后的所述第一压力值以及所述第二压力值的数字信号；

S107：单片机接收所述放大后的所述第一压力值以及所述第二压力值的数字信号，并对所述放大后的所述第一压力值以及所述第二压力值的数字信号通过卡尔曼滤波算法进行融合滤波，得到所述螺栓的实际压力值；

S108：显示器将所述螺栓的实际压力值显示出来。