[其他]体变形测力系统

说明书

本实用新型涉及一种感知和测量外力（包括气压、液压、重力等）的体变形测力系统。

现有的测力测压传感器大多利用弹性元件的线应变、线位移、角应变、角位移等来感知外力的变化，这些应变、位移都具有方向性，且都是微小量。对于外力方向和位置的偏差比较敏感，其中应变量较之位移量更为敏感。由于应变、位移量具有方向性，感知器件的安装（如应变片的粘贴）误差就会明显地反映到测量结果中。又由于这些应变、位移量是微小量，须经放大后才能读出，放大机机本身又会造成新的误差。

本实用新型目的在于设计一种体变形测力系统，可以减少外力方向和作用位置偏差的影响，减少放大机构的误差影响，又可减少本测力系统安装偏差的影响。

一个由管道作为连接手段的体变形测力系统，其特征在于，其中连通有一个或若干个体变形传感器和测力指示器。其中体变形传感器为该测力系统的外力（压力、重力等）感知元件，是系统中的核心部件。体变形传感器的特征在于，它或者为膜盒，或者为波纹管，或者为球壳，或者为筒体，或者为刚性凹穴与膜片包围而成等水密的空心弹性元件，其上开有通向系统管道的通道口。当被测外力为重力时，重力则通过连结在空心弹性元件外表面的重力传递杆作用在空心弹性元件上。体变形测力系统的另一关键部件——测力指示器的特征在于，它是一端封闭且配有固定或可调读数刻度指示的透明毛细液位管装置，其另一端与系统管道（3）连接。封闭端可以用薄膜软管密封，以确保系统内自动消除大气压变化的影响。透明毛细液位管对管内液体应是非浸润的，比如可采用玻璃管内装酒精。透明毛细液位管的读数刻度指示可作成下面两种形式：（1）读数刻度直接刻在透明毛细液位管上；（2）在透明毛细液位管近旁配置固定或可调的读数刻度指示板，当可调的读数刻度指示板沿透明毛细液位管移动时，可在小范围内调节测力指示器的零位。测力指示器还可以作成液位－－电量转换装置，其中包括一套转换电路，方案（A）的特征在于，在充有导电液体的液位管内装有电阻丝。液位管内的导电液体与系统的其它部件应绝缘，在系统的其它部分充绝缘油可以作到这一点。对于电阻丝外表面来说，导电液体应同时具有非浸润性。当液位管内液位变化时，则电阻丝阻值发生变化。这就成完了液位——电量的转换。方案（B）的特征在于：在液位管内，浮有铁磁材料的柱体浮子，在液位管外绕有检测线圈（相当于差动变压器）。为了保证柱体浮子有足够的浮力，可在其上端封装一段中空塑料管子。当浮子在线圈中央时，检测线圈无信号输出。液位管内液位变化而浮子上下移动时，检测线圈将有信号输出。所有这些电讯号都可用电气仪表进行测量，甚至转化为数字讯号加以利用。检测线圈的设计，电阻、电位变化的测量，对电气技术人员而言，都已经是成熟技术了，这里不再一一赘述。体变形传感器及测力指示器的基本原理是：体变形传感器受到外力作用后，其内部空腔的容积发生变化，腔内的液体通过系统管道挤入测力指示器。在弹性范围内，外力和腔内的容积变化量成比例关系。由于液体的不可压缩性，故测力指示器内的液位也成比例地变化。这样，被测的外力通过测力指示器内的液位指示直接读出或经液位——电量转换后由电气测量仪表读出。