[实用新型]一种电阻应变式直径测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量直径的装置，尤其是电阻应变式直径测量装置，属测量技术及力学试验技术领域。

背景技术

在材料力学性能试验中，需要测量试样的横截面尺寸，对于圆截面试样，就是要测量试样的直径。例如碳素钢等金属材料的拉伸力学性能试验，要求在试样的标距范围内测量3个不同截面的6个直径数据(《工程力学实验》，范钦珊等编著，高等教育出版社，2006年5月)。到目前为止，在企业、学校及科研单位的力学实验室中，一般都是采用游标卡尺测量试样的直径。这种手工测量方法虽然简单，但也存在明显的缺点：一是重复性较差，因为手工测量得到的数据难免带有人身误差和与操作技能有关的随机误差；二是当试样数量较多时，手工测量费时、费力的问题就会变得严重起来，不仅影响工作效率，而且随机误差也会增加，导致试验质量降低。现在已有少量材料试验机，例如德国Zwick公司生产的材料试验机，配备有直径自动测量装置。但是，这类装置比较昂贵，一般用户是难以接受的。

发明内容

本实用新型的目的是为材料力学性能试验中圆截面试样以及其它类似对象的直径测量提供一种结构简单、使用方便、精度高、重复性好并且适合于数字化应用的电阻应变式直径测量装置。

本实用新型提供的电阻应变式直径测量装置，包括由底板和两根立柱构成的U形支座，双悬臂梁电阻应变式传感器，电阻应变测量仪器和带有导向限位槽的圆柱导杆，圆柱导杆水平紧固在U形支座的两根立柱上，其导向限位槽朝向底部正下方，双悬臂梁电阻应变式传感器位于两根立柱之间，通过其支撑板上的孔以孔轴配合方式安装在圆柱导杆上，双悬臂梁电阻应变式传感器的支撑板底部有一垂直的带螺纹导向限位销，导向限位销的光柱部分伸入圆柱导杆的导向限位槽中，并与导向限位槽间隙配合，使双悬臂梁电阻应变式传感器可以绕圆柱导杆的轴线相对于圆柱导杆的纵向对称面作小角度双向转动，在导向限位销的螺纹上配合有锁紧螺母，双悬臂梁电阻应变式传感器的两根垂直悬臂梁的自由端分别设置有刀口，两悬臂梁上的一对刀口平行相隔，每一悬臂梁的根部沿梁的轴线方向对称布置两枚感受悬臂梁弯曲线应变的电阻应变计，两悬臂梁上的四枚电阻应变计以全桥形式与电阻应变测量仪器连接，每根立柱的顶部或设有两枚弹子或为V形槽构成试样支座。

为保证测量精度，通常使刀口为三角形截面的块体，一对刀口相隔的间距小于被测试样最小直径0.1～0.15mm。双悬臂梁电阻应变式传感器的两悬臂梁为矩形截面的直杆。

电阻应变式直径测量装置的使用方法，包括标定和测量，步骤如下：

1)用标准直径规组标定测量装置：标准直径规组包含数量为奇数的若干个不同直径的标准直径规，其中的最小直径值比双悬臂梁电阻应变式传感器上的刀口间距大0.1～0.15mm，而居中的直径值等于待测试样的公称直径；分别将各标准直径规自上而下放入双悬臂梁电阻应变式传感器的刀口，定位在试样支座上，记下电阻应变测量仪器的各次读数ε_r，然后利用最小二乘法求出直径值d与电阻应变测量仪器的读数ε_r的拟合方程

ε_r＝Ad+B

式中A和B是用最小二乘法得到的常数；

2)测量试样直径：将试样自上而下放入双悬臂梁电阻应变式传感器的刀口，定位在试样支座上，记下电阻应变测量仪器的读数ε_r，然后用公式

d=ϵr-BA]]>

计算试样的直径；用手转动试样，测定试样同一截面上不同方位的直径；用手推双悬臂梁电阻应变式传感器，使其沿圆柱导杆的轴线滑动，测定试样不同截面的直径。