[发明专利]一种二维位移测量装置与测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置，具体地说是涉及一种二维位移测量装置与测量方法。

背景技术

目前，对物件被测点位移的测量都是使用一维位移测量装置，其中，常见的一维位移测量装置有：激光干涉仪、一维光学尺、电子测头、磁性尺等。然而，一般被测点移动时平面内两个方向均会产生位移，而传统的二维位移测量装置大多是由两组正交的一维位移测量装置组合而成，由于装置的特殊性以及复杂性，使用时不可避免的增加了操作人员的教育训练成本、提高了人才流动风险。同时，用一维传感器组合的方式进行二维位移的测量不免产生较大误差，影响输出结果的精度。因此，如何提供一种成本低，操作简单，精度较高的二维位移测量装置与方法，成为亟需解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二维位移测量装置与测量方法，仪器结构简单，成本低，操作方便，且能精确测量被测点的二维位移。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：

1、一种二维位移测量装置，其特征在于该装置由带刻度的测量杆（1）、带刻度的第一滑块（2）和第二滑块（3）、带有细绳的小吊锤（4）所制成；其中带刻度的测量杆（1）的末端固定在构件或墙体（7）上，第一滑块（2）和第二滑块（3）通过其上的凹槽分别套在测量杆（1）上，带有细绳的小吊锤（4）的细绳另一端分别穿过第一滑块（2）上的圆孔（5）和第二滑块(3)上的圆孔（6）后固定在第二滑块（3）上。

2、所述的二维位移测量装置，其特征在于所述的带刻度的测量杆（1）为方形，测量杆上的刻度位于方形测量杆顶面，0刻度线在方形测量杆首端，最小分度值为1毫米。

3、所述的二维位移测量装置，其特征在于所述的第一滑块（2）和第二滑块（3），的结构相同，均为凹槽型，内轮廓尺寸与方形测量杆（1）外截面尺寸相匹配，第一滑块（2）和第二滑块（3）的下端分别设置有穿过细绳的圆孔（5）和圆孔（6），刻度位于滑块凹槽顶面的同一侧，刻度总长19毫米、20等份，最小分度值为0.95毫米；带有细绳的小吊锤（4），该小吊锤为圆锥形，圆锥倒置上端的圆孔内连接一根细绳，细绳的另一端穿过第一滑块（2）上的圆孔（5）后再穿入第二滑块（3）上的圆孔（6）打结固定。

4、一种二维位移测量装置的测量方法，其测量步骤如下：

1）将带有刻度的方形测量杆（1）的末端固定于构件或墙体（7）上，保证测量杆顶面水平；

2）将第一滑块（2）和第二滑块（3）凹面朝上依次套在方形测量杆（1）上，并将小吊锤（4）上细绳的另一端分别穿过第一滑块（2）上的圆孔（5）和第二滑块(3)上的圆孔（6）后打结固定；

3）调整第一滑块（2）和第二滑块（3）的位置，使小吊锤下端尖部与被测物件上测点恰好接触，记录此时第一滑块（2）和第二滑块（3）的读数                                                和，读数方式与二十分度游标卡尺相同，精度为0.05毫米；

4）当被测物件位置在方形测量杆(1)轴线所处竖直平面内发生变化时，再次调整第一滑块（2）和第二滑块（3）的位置，使小吊锤(4)下端尖部与被测物件上测点恰好接触，再记录此时第一滑块（2）和第二滑块（3）的读数和；

5）通过计算可知，被测物件的水平位移为，竖向位移为，其中，水平位移和竖向位移分别以远离测量杆末端和竖直向上为正。

本发明的优点

本发明提出的一种二维位移测量装置结构简单，易于安装及拆卸；方形测量杆能够防止滑块在测量过程中发生定轴转动，提高了测量精度；制造和使用成本低，具有广泛的适用性。

附图说明

图1为二维位移测量装置的整体运作示意图，

图2为滑块示意图，A为正视图，B为侧视图，

图3为方形测量杆与滑块顶面刻度示意图。

附图标记：1带刻度的方形测量杆；2带刻度的第一滑块；3带刻度的第二滑块；4带有细绳的小吊锤；5第一滑块上的圆孔；6第二滑块上的圆孔；7构件或墙体。

具体实施方式

1、所用的带刻度的方形测量杆（1）利用不锈钢制成，外轮廓截面尺寸为3厘米×3厘米，顶面刻度的量程为70厘米，最小分度为1毫米；第一滑块（2）和第二滑块（3）采用不锈钢制成，滑块内轮廓截面尺寸均为3.1厘米×3.1厘米，凹槽顶面刻度总长19毫米、20等份，最小分度值为0.95毫米；小吊锤（4）用不锈钢制成，顶端连接有细绳；

2、将带有刻度的方形测量杆（1）末端利用螺栓固定于墙体上，保证测量杆（1）顶面水平；将第一滑块（2）和第二滑块（3）凹面朝上一次套在测量杆（1）上，并将小吊锤（4）上的细绳另一端分别穿过第一滑块（2）上的圆孔（5）和第二滑块上的圆孔（6）后打结固定；调整第一滑块（2）和第二滑块（3）的位置，使小吊锤（4）下端尖部与沉箱顶部测量点恰好接触，此时第一滑块（2）和第二滑块（3）的读数分别为62.3mm和253.6mm；当沉箱在外力作用下顶端向远离测量杆末端转动至稳定时，调整第一滑块（2）和第二滑块（3）的位置，使小吊锤（4）下端尖部再次对应沉箱顶部测量点，此时第一滑块（2）和第二滑块（3）的读数分别为37.1mm和231.7mm；通过计算得到，沉箱顶部测量点的水平位移和竖向位移分别为：25.2mm和3.3mm。