[发明专利]基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法

说明书

本发明属于位移测试技术领域，具体涉及一种基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法。本发明采用高温应变测试方式实现变形测试，进一步把变形转换为位移测试结果，在紧凑型制动器加压作动装置上实现高可靠性、耐高温的、对加压装置不产生附加影响的嵌入式位移测试的目的。本发明基于制动器已有弹性元件在满足原有紧凑空间布置需求的前提下，采用耐高温微型应变片的嵌入式贴片实现了大于300℃高温制动器加压作动元件的位移测试，不仅能够实现静态位移测试，而且也能实现不小于20Hz的动态位移测试。该方法和传感器对被测对象没有附加影响，尤其适用于高温、振动冲击大、布置空间紧张等随产品装车测试等状态检测、故障诊断等用途。

技术领域

本发明属于位移测试技术领域，具体涉及一种基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法。

背景技术

现有制动器采用加装体积小、耐高温的紧凑型位移传感器的办法实现制动器的加压作动位置的测试，存在加装传感器重量增加、布置复杂、在高温和冲击等使用环境位移传感器可靠性低等问题，并且加装传感器对加压装置产生了附加力的影响，降低了被测对象的工作效率。

为此，亟需形成一种适应制动器高温、冲击大和布置空间紧凑等装车应用工作条件、对制动器加压装置本身工作不产生额外影响的测试方法，这就需要针对制动器加压装置本身固有部件进行分析，找到与加压作动位置关联的工作部件及其特性，采用具有适应制动器工作条件的嵌入式测试方法满足测试需求。

目前，在位移测试技术中，弹性元件主要用于实现位移测试所需回位力的作用，尚未有用制动螺旋弹性元件的嵌入式应变测试实现位移测试的报道。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于弹性元件应变的嵌入式高温位移测试方法，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；对于螺旋弹性元件，通过弯钩这个与固定零件的连接结构实现高可靠性引线的固定和引出。

按照以上嵌入式高温位移测试方法，找到了两类3种适合贴片的位置，其中，所述两类包括弯钩、螺旋圈两类，3种指的是：弯钩包括两侧、前部2种，螺旋圈为首圈1种，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。

其中，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；