专利名称：一种自补偿的混凝土集成应变计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电阻应变计，是一种混凝土专用的应变计。
背景技术：
理论上结构的应力应变测试以电阻应变测试的精度为最高，但以往的混凝土结构现场试验，直贴电阻应变片的应变测试精度多数达不到要求，许多还是失败的，其原因主要如下1.难于对应变片进行温度补偿由于混凝土结构直接受到阳光的直射、风吹、雨淋等因素的影响，实际上混凝土结构的温度场变化是很复杂且变化强烈的，各个测点的温度及变化相差较大，不可能给每一测点都配上补偿块并保证其温度及变化相一致。要能有效进行电桥的温差补偿的确是一件十分困难的工作。2.忽略了导线温差电阻变化对电桥的严重影响以往通过采用温度补偿片进行半桥及全桥的补偿的技术，除上述难于保证工作片、补偿片自身的温度补偿及对应的混凝土结构或试件热胀效果一致外，更引入了连接导线的温差电阻变化对电桥的严重影响。我们知道，现场应变测试的连接引线及导线不可能处于相同的温度场中，由于铜质导线的电阻温度系数很高，如对断面为0. 12mm2的铜质导线，当温差每变化1°C，对于10111、20111、50111线长将分别产生40心、75118、180118的变化，这对于实测应变绝对值较小的工程应变测试来说，产生的温飘可以覆盖结构受力的变化量。3.未严格进行导线电阻对检测灵敏度影响的修正工程结构的现场应力测试，检测断面和测点比较分散，造成了连接导线的长度差别较大，导线电阻对检测灵敏度的影响程度不一致，由于测量记录较麻烦，许多人未作修正。
发明内容
本发明的目的是通过在应变片上增设补偿电阻，由补偿电阻与工作片构成半桥或全桥工作方式，达到能自动补偿温度对电桥及导线的影响。本发明的目的是希望消除导线长度对检测灵敏度的影响。本发明的目的是考虑设计成一体化的集成应变片，在确保绝缘电阻等技术要求的条件下，达到现场安装方便、快速、安全等要求。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种自补偿的混凝土集成应变计， 包括增强纤维基底、应变敏感电阻、补偿电阻、三芯导线和防水密封胶层，其特征在于增强纤维基底的正面上同时有应变敏感电阻和补偿电阻，补偿电阻与应变敏感电阻构成半桥的工作方式，三芯导线的三条芯线分别连接到由补偿电阻与应变敏感电阻构成的电桥的三个接点上，在增强纤维基底的正面上及其范围内的应变敏感电阻、补偿电阻、三芯导线的上方覆盖一层柔性的防水密封胶层。
通过在应变片上增设补偿电阻，由补偿电阻与工作片构成半桥工作方式，自动补偿温度对电桥及导线的影响。当采用恒流源供电时，能消除导线长度对检测灵敏度的影响。本发明的特征在于补偿电阻为一个高精度电阻器。高精度电阻器是指采用电阻温度系数很�。蛴胗Ρ涿舾械缱璧牡缱栉露认凳嗤牟牧现圃斓牡缱杵骷�。应变敏感电阻宜采用温度自补偿应变片，以进一步提高温度补偿的能力。本发明的特征在于补偿电阻为一个小标距的与应变敏感电阻同材质同阻值的小栅应变片，小栅应变片的敏感方向与应变敏感电阻的敏感方向垂直。小栅应变片粘贴在安装在增强纤维基底正面的无应力基片上，使其无应力感应变化，以消除横向应力的影响。本发明的特征在于纤维基底上平行布设两个应变敏感电阻和两个补偿电阻，两个应变敏感电阻与两个补偿电阻构成全桥的工作方式，四芯导线的4条芯线分别连接到电桥的四个接点上，提高应变检测的灵敏系数。本发明的有益效果是通过在应变片上增设补偿电阻，由补偿电阻与工作片构成半桥工作方式，能达到自动补偿温度对电桥及导线的影响，克服不可能给每一测点都配上补偿块并保证其温度及变化相一致的困难。当电桥采用恒流源供电时，能消除导线长度对检测灵敏度的影响；补偿电阻为一个高精度电阻器，具有体积小容易安装的优点，无须进行检测灵敏度修正。应变敏感电阻采用温度自补偿应变片，能进一步提高温度补偿的效果。补偿电阻采用小栅应变片能确保桥臂电阻的温度修正一致，将小栅应变片安装在无应力基片上，具有无须进行检测灵敏度修正的优点。采用全桥的工作方式，能有效提高应变检测的灵敏系数。采用了增强纤维基底和柔性防水密材料进行了整体的防水密封处理，不但确保了应变片的绝缘电阻等技术要求，也具有现场安装方便、快速、就位准确及安全等使用效果。
下面结合附图和实施例对本实用新形的结构和实施方法作进一步的说明。图1是一种自补偿的混凝土集成应变计的结构示意图。图2是采用高精度电阻器进行温度补偿的应变计原理示意图。图3是采用小栅应变片进行温度补偿的应变计原理示意图。图4是采用无应力基片进行温度补偿的应变计原理示意图。图5是采用全桥方式进行温度补偿的应变计原理示意图。图中1.增强纤维基底，2.应变敏感电阻，3.补偿电阻，4.高精度电阻器5.小栅应变片，6.三芯导线，7.四芯导线，8.无应力基片，9.防水密封胶层，10.温度自补偿应变片。
具体实施例方式实施例1如附图1和附图2所示的一种自补偿的混凝土集成应变计，采用环氧树脂玻璃纤维基底、长标距温度自补偿应变片、精密无感绕线电阻为补偿电阻。应变片与精密无感绕线电阻组成半桥电路，连接三芯导线，采用硅胶进行整体的防水密封处理。实施例2如附图3所示的一种自补偿的混凝土集成应变计，应变敏感电阻和补偿电阻采用同材质同阻值的箔式应变片，应变敏感电阻为长标距应变片，补偿电阻为小标距应变片，小标距应变片的敏感方向与长标距应变片垂直。其余同实施例1。实施例3如附图4所示的的一种自补偿的混凝土集成应变计，应变敏感电阻和补偿电阻采用同材质同阻值的箔式应变片，应变敏感电阻为长标距应变片，补偿电阻为小标距应变片， 将小标距应变片的补偿片安装在无应力基片上，无应力基片是通过将小刚片悬放在流态的硅胶中实现。其余同实施例1实施例如附图5所示的一种自补偿的混凝土集成应变计，在增强纤维基底上同时平行安装两片应变片，采用两个高精度电阻器或小栅应变片构成全桥的工作方式，用四芯导线连接。其余同实施例权利要求
1.一种自补偿的混凝土集成应变计，包括增强纤维基底(1)、应变敏感电阻O)、补偿电阻(3)、三芯导线(6)和防水密封胶层(9)，其特征在于增强纤维基底(1)的正面上同时有应变敏感电阻(2)和补偿电阻(3)，补偿电阻(3)与应变敏感电阻(2)构成半桥的工作方式，三芯导线(6)的三条芯线分别连接到由补偿电阻(3)与应变敏感电阻(2)构成的电桥的三个接点上，在增强纤维基底(1)的正面上及其范围内的应变敏感电阻O)、补偿电阻 (3)、三芯导线(6)的上方覆盖一层柔性的防水密封胶层(9)。
2.根据权利要求1所述的一种自补偿的混凝土集成应变计，其特征在于补偿电阻(3) 为一个高精度电阻器G)。
3.根据权利要求1所述的一种自补偿的混凝土集成应变计，其特征在于应变敏感电阻 ⑵为温度自补偿应变片(10)。
4.根据权利要求1所述的一种自补偿的混凝土集成应变计，其特征在于补偿电阻(3) 为一个小标距的与应变敏感电阻(2)同材质同阻值的小栅应变片(5)，小栅应变片(5)的敏感方向与应变敏感电阻O)的敏感方向垂直。
5.根据权利要求1所述的一种自补偿的混凝土集成应变计，其特征在于补偿电阻(3) 为一个小标距的与应变敏感电阻(2)同材质同阻值的小栅应变片(5)，小栅应变片(5)粘贴在安装在增强纤维基底(1)正面的无应力基片(8)上。
6.根据权利要求1所述的一种自补偿的混凝土集成应变计，其特征在于纤维基底(2) 上平行布设两个应变敏感电阻( 和两个补偿电阻(3)，两个应变敏感电阻( 与两个补偿电阻(3)构成全桥的工作方式，四芯导线(7)的4条芯线分别连接到电桥的四个接点上。
全文摘要
本发明公开了一种自补偿的混凝土集成应变计，其主要特征在于应变片上设有补偿电阻，补偿电阻与工作片构成半桥或全桥工作方式，补偿电阻采用无应力输出的高精度电阻器或小栅应变片，能自动补偿温度对电桥及导线的影响，克服不可能给每一测点都配上补偿块并保证其温度及变化相一致的困难；也能消除导线长度对检测灵敏度的影响；同时采用了增强纤维绝缘基底和柔性防水密封材料，进行了整体的防水密封处理，不但确保了应变片的绝缘电阻等技术要求，也具有现场安装方便、快速、准确及安全等使用效果。
文档编号G01B7/16GK102269567SQ20101019388
公开日2011年12月7日 申请日期2010年6月3日 优先权日2010年6月3日
发明者庄建明, 张劲池, 陈彦平 申请人:陈彦平
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