[发明专利]一种土工真三轴试验高精度应变测量系统的测量方法

摘要

本发明公开了一种土工真三轴试验高精度应变测量系统及其测量方法，包括大量程激光位移传感器、小量程激光位移传感器、测控计算机、伺服电机、伺服驱动器和滚珠丝杠螺母副，采用可以自动调节位置的小量程激光位移传感器与固定位置的大量程激光位移传感器相配合向试验系统提供试样应变测量结果，以伺服电机——滚珠丝杠螺母副系统对小量程激光位移传感器进行位置调节，以小量程激光位移传感器的输出信号作为伺服驱动系统拖动小量程传感器进行位置调节的反馈信号。本发明能够在较大的量程范围内实现优于1μm的应变位移测量分辨率，能够显著提升试验系统应变加载控制过程的平滑性，能够对试验系统的应变测量精度进行定制。

主权项

1.一种土工真三轴试验高精度应变测量系统的测量方法，其特征在于，包括：设计土工真三轴试验高精度应变测量系统，该系统包括测控计算机、激光位移传感器、伺服电机和水平安装的滚珠丝杠螺母副，所述滚珠丝杠螺母副的螺母部与所述伺服电机的转动端固定连接，所述激光位移传感器包括大量程激光位移传感器和小量程激光位移传感器，所述小量程激光位移传感器固定安装在所述滚珠丝杠螺母副的丝杠上，所述小量程激光位移传感器与所述大量程激光位移传感器的探头安装方向相互平行且均朝向土工模型试验样品，所述伺服电机通过伺服驱动器与所述测控计算机电连接，所述大量程激光位移传感器的信号输出端与所述测控计算机的第一信号输入端电连接，所述小量程激光位移传感器的信号输出端同时与所述测控计算机的第二信号输入端和所述伺服驱动器的反馈信号输入端电连接；通过所述土工真三轴试验高精度应变测量系统进行应变测量，包括以下步骤：A1：获取大量程激光位移传感器和小量程激光位移传感器的输出电信号，以此刻小量程激光位移传感器的输出量作为计算位移变化量的起始点；A2：保持大量程激光位移传感器和小量程激光位移传感器输出电信号的实时监测；A3：如果小量程激光位移传感器的电信号是处于其量程的0～10％或90～100％以内，则继续执行步骤A4，如果不是，则跳转至步骤A9；A4：以此刻大量程激光位移传感器的输出量作为计算位移变化量的新起始点；A5：采用大量程激光位移传感器的测量结果并计算应变位移量；A6：启动或保持伺服电机运行，通过转动滚珠丝杠螺母副驱动小量程激光位移传感器向信号中位运动；A7：如果小量程激光位移传感器未运动到信号中位，则跳转至步骤A5，否则继续执行步骤A8；A8：以此刻小量程激光位移传感器的输出量作为计算位移变化量的新起始点；A9：采用小量程激光位移传感器的测量结果并计算应变位移量，如果试验结束，则结束整个测量过程，如果需要继续测量，则跳转至步骤A2。