[发明专利]一种柔性双向大应变传感器及其应用方法

权利要求书

1.一种柔性双向大应变传感器，其特征在于，包括：柔性应变片(1)、过渡连接板(2)、伸缩框架(3)、底部框架(4)及调节旋钮(5)；

所述柔性应变片(1)的两端分别设有引出焊点(6)，用于焊接引出导线；

所述过渡连接板(2)为环状结构，其内孔与所述柔性应变片(1)的外形一致；

所述伸缩框架(3)和底部框架(4)均为U形结构；

整体连接关系如下：伸缩框架(3)的开口端与底部框架(4)的开口端对接，伸缩框架(3)和底部框架(4)之间形成矩形内腔；所述调节旋钮(5)安装在伸缩框架(3)与底部框架(4)的对接处，通过调节旋钮(5)，可带动伸缩框架(3)与底部框架(4)发生相对直线运动，实现伸缩框架(3)的伸缩；

所述柔性应变片(1)通过过渡连接板(2)安装在伸缩框架(3)和底部框架(4)之间的矩形内腔中；当通过调节旋钮(5)调节伸缩框架(3)的伸缩量，进而调整柔性应变片(1)的预拉伸量。

2.如权利要求1所述的一种柔性双向大应变传感器，其特征在于，所述伸缩框架(3)和底部框架(4)的两个竖直部分均为齿条；

所述调节旋钮(5)的一端为齿轮；

所述伸缩框架(3)的齿条与底部框架(4)的齿条通过调节旋钮(5)的齿轮连接，即所述齿轮的一侧与伸缩框架(3)的齿条啮合，另一侧与底部框架(4)的齿条啮合，且伸缩框架(3)的齿条与底部框架(4)的齿条平行；通过转动调节旋钮(5)的齿轮，可以带动伸缩框架(3)与底部框架(4)发生相对直线运动，实现伸缩框架(3)的伸缩。

3.如权利要求1所述的一种柔性双向大应变传感器，其特征在于，所述柔性应变片(1)采用石墨烯或聚二甲基硅烷。

4.如权利要求1所述的一种柔性双向大应变传感器，其特征在于，所述柔性应变片(1)上的两个引出焊点(6)为表贴焊盘结构。

5.如权利要求1所述的一种柔性双向大应变传感器，其特征在于，所述过渡连接板(2)采用硅橡胶材料或聚氨酯材料。

6.如权利要求1所述的一种柔性双向大应变传感器，其特征在于，所述伸缩框架(3)和底部框架(4)均采用金属材料。

7.如权利要求1所述的一种柔性双向大应变传感器，其特征在于，所述调节旋钮(5)具有锁定功能。

8.基于权利要求1所述的一种柔性双向大应变传感器的应用方法，其特征在于，具体步骤如下：

第一步，对柔性应变片(1)进行预拉伸，即通过调节旋钮(5)调节伸缩框架(3)的伸缩量，进而调整柔性应变片(1)的预拉伸量，使得柔性应变片(1)的线性拉伸范围大于被测物体的应变范围；

第二步，令柔性应变片(1)的引出焊点(6)所在面为所述应变传感器的上表面，所述上表面的相对面为所述应变传感器的下表面；

先在过渡连接板(2)的下表面上涂上与粘结剂不容和的脱粘材料，然后在柔性应变片(1)的下表面均匀涂上粘结剂；

第三步，将所述应变传感器粘装在被测物体的表面上；

第四步，待粘结剂固化后，采用小刀切割过渡连接板(2)，将柔性应变片(1)与伸缩框架(3)及底部框架(4)分离，取下伸缩框架(3)及底部框架(4)；

第五步，在柔性应变片(1)的引出焊点(6)上通过焊接引出导线，并通过导线与测试装置连接，开始对被测物体的应变测量；

进行应变测量时，柔性应变片(1)的阻值改变量ΔR与被测物体的应变量Δx成正比，即ΔR＝k*Δx，k为常数；通过测量柔性应变片(1)的阻值变化量，便可测得被测物体的应变量。

9.如权利要求8所述的一种柔性双向大应变传感器的应用方法，其特征在于，令被测物体的应变范围为±a，柔性应变片(1)的线性拉伸范围为b，则满足b≥2a，即调整到柔性应变片(1)的预拉伸量为b/2。

10.如权利要求8所述的一种柔性双向大应变传感器的应用方法，其特征在于，所述粘结剂选择H716柔性粘结剂。