[发明专利]基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法

权利要求书

1.一种基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法，其特征在于，所述方法基于制动器回位用弹性元件的应变规律与制动器加压作动装置的位移具有确定对应关系的发现，所提供的嵌入式高温位移测试方法，包括如下步骤：

步骤1：应变位移的贴片与频域测试范围计算；

采用有限元或解析算法计算弹性元件应变与位移的关系，按照应力应变明显、应力梯度较小和易于引线三原则确定适于贴片位置；并通过模态计算避免弹性元件谐振动态载荷对位移测试产生较大干扰影响；以上过程形成的具有位移/应变可测试性的弹性元件，是下一步标定的基础；

步骤2：标定；

基于常规应变测试方法，进行弹性元件的变形/位移与应变的标定，确定位移测试所需的标定表或曲线；标定中同时采用热风实现高温环境模拟，确定测试的高温特性；

步骤3：从弹性元件固定端引线，以固定端的小位移保证引线的可靠性；

按照以上嵌入式高温位移测试方法，在干片式制动器的回位用螺旋弹性元件上实施实现了嵌入式高温位移传感器，并通过了试验验证。

2.如权利要求1所述的基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤11：弹性元件应变MPa与位移mm的关系，根据弹性元件最大位移，即测试位移的量程及其最大应变，输出量纲为MPa/mm的计算结果，作为应变片选型依据；

步骤12：根据测试精度要求，对弹性元件可测试位置进行评估；

步骤13：根据一般弹性元件的尺寸，为满足应变片测试稳定性要求，对弹性元件可测试位置的应力分布的梯度完成评估，在测试位置的应变梯度或应变最大差异应不大于180MPa/应变测试区域；

步骤14：测试位置及应变片的大小确定后，应变片布置的引线位置设计在弹性元件的固定端附近，降低弹性元件位移变化对导线可靠工作的影响；

步骤15：最后完成弹性元件的模态计算，确定弹性元件位移测试装置的适用工作频域。

3.如权利要求2所述的基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法，其特征在于，所述步骤12中，位移测试精度为0.1mm的情况下，则要求可测试位置的应变敏感度不小于10MPa/mm。

4.如权利要求2所述的基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法，其特征在于，所述步骤13中，对常规小型高温应变片较高精度测试应变梯度推荐值为60MPa/mm，以此确定符合测试精度要求的应变片的最大允许尺寸为3mm。

5.如权利要求1所述的基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤21：按照测试量程要求，在满足测试精度的行程标定装置上完成弹性元件全行程/量程的标定，等间隔标定点不小于5个；

步骤22：按照使用温度，在整个标定过程中，对应变测试区域采用热风模拟最高使用温度，确定高温导致的误差小于允许值；按照以上方法在300摄氏度情况下高温应变位移测试误差小于5％。

6.如权利要求5所述的基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法，其特征在于，所述步骤21中，如弹性元件的工作行程为10mm、测试精度为0.1mm，则按照1mm间隔，顺序在1、2、3…9、10的10个位置，测试应变值，绘制标定曲线。

7.如权利要求6所述的基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法，其特征在于，所述步骤21中，位置记录精度优于0.01mm。