[实用新型]一种长标距应变传感器高精度标定架

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及一种长标距应变传感器标定架，标定架结构设计合理、刚度大、推进精度控制高，特别适合长标距及比较脆弱的应变传感器标定，可同时对多个传感器进行高精度的标定，属于传感技术领域。 

背景技术

光纤传感器是近年来迅速发展起来的一种新型传感器件，具有许多传统传感器所无法比拟的优势：如抗电磁干扰、电绝缘性好、灵敏度高、重量轻、抗腐蚀、耐久性好、安装方便等优点，因而具有广泛的应用前景。特别是光纤光栅传感器除了上述优点外，还具有良好的动态测量性能，经过用纤维复合材料（FRP）、毛细钢管等封装后，大幅提高了FBG光纤传感器的抗冲击、抗破坏及抵御恶劣环境的能力。因而，光纤光栅传感器在土木、交通、岩土等工程领域得到了广泛的应用。然而，由于光纤传感器通常非常纤细，如裸光纤光栅直径只有125με，且其主要成分为SiO₂，比较脆弱，抗剪能力差，在土木工程粗放式施工条件下难以存活。因此，为了适应土木、交通、岩土等工程的检测需求，需要对脆弱的光纤传感器进行二次开发，即对其封装，同时需要对“点”式的传感器进行长标距化处理才能应用于土木、交通、岩土等实际工程。目前，出现了多种封装工艺，不同封装材料对于光纤传感器的应变敏感度系数有一定的影响，需要经常对裸光纤传感器和封装光纤传感器进行标定。 

传感器的准确标定是其进行正常工作的前提，不同种类的传感器其标定方法也存在较大的区别。应变传感器的常用标定方法为载体法，即将光纤光栅粘贴于载体（钢板、钢筋或等强度梁等）上，然后使载体产生应变，间接地使光纤光栅产生应变，而测量载体的应变则是通过电阻式应变片来测量。如，等强度梁法、万能试验机拉伸钢板法等。然而，电阻式应变片存在离散性大、精度不高等缺点，而且光线光栅与载体的粘结界面存在一定的滑移，很难准确得到载体及光纤光栅的实际应变，标定结果存在比较大的误差。参考文献1（CN201811755U）给出一种新型传感器标定台，由固定框架、移动框架和丝杆推进机构组成，通过变速箱使丝杆移动，其优点是速度控制方便、丝杆推进精度较高，但结构相对复杂，传感器的装夹不便且易对脆弱的传感器（裸光纤光栅传感器等）造成损伤；该标定 台每次只能对单个传感器进行标定，且传感器的标定距离小。 

针对长标距光纤传感器的标定，常用的传感器标定架存在较多问题。如，可标定长度短，主要针对“点”式传感器的标定；垫块用的是钢片、拖动板移动速度太快且控制不便、夹具容易产生变形、夹具之间距离变化困难、没有千分表固定架等问题。 

针对光纤传感器（特别是长标距光纤传感器）标定存在的技术难题，本实用新型提出了相应的解决方案，锚固垫块是由紫铜、黄铜或铝材料制成，由于紫铜、黄铜、铝的弹性模量比光纤材料SiO₂的低，加上夹具8、定位钢板2和拖动钢板4的垫块槽都具有条状刻痕，因而在用这些材料制成的锚固垫块锚固光纤传感器时（特别是裸光纤传感器），既保证了标定时不会夹坏裸光纤，又防止了垫块滑移；同时，增加了夹具和固定杆的长度，可以对多个长标距传感器进行同时标定。 

发明内容

本实用新型的主要目的是解决长标距、脆弱传感器的批量标定技术难题，提供一种高精度的长标距应变传感器标定架及其标定技术。该标定架刚度大、稳定性好，装夹装置不会对传感器造成任何损伤且能保证其装夹牢固，不存在滑移现象；可以对标距长度为300cm以内的长标距应变传感器进行准确标定，而且可以同时对多个长标距应变传感器进行标定，具体装夹数量由夹具的宽度而定。另外一个特点是采用差动丝杆，可以对推进速度进行调节，并实现推进速度的精确控制。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是： 

一种长标距应变传感器标定架，由前端板、后端板以及连接前端板和后端板的中间固定架组成，在前端板和后端板之间滑动的设置有固定框架，该固定框架包括第一拖动板和第二拖动板，第一拖动板和第二拖动板套在固定杆上，且第一拖动板和第二拖动板之间固定连接，在第二拖动板上连接一差动丝杆，该差动丝杆的另一端与一连接在后端板上的圆形手柄连接，在前端板和第一拖动板上均设置有千分表和两个夹具，在两个夹具的相对表面上均设置有3～20个垫块槽，在每个垫块槽内设置有传感器装夹垫块，所述的垫块为软金属块。 

所述的金属块为黄铜块、紫铜块或铝块。 

所述的固定架由三根固定杆组成，三根固定杆成等腰三角形布置。 

所述的圆形手柄通过手柄固定杆与差动丝杆刚性连接。