[发明专利]基于简支纯弯梁的静态标准应变加载装置及方法

说明书

本发明涉及一种用于静态应变标定的基于简支纯弯梁的静态标准应变加载装置及方法。所述装置主要包括加载作动模块、变形测量模块、加温模块和应变梁，加载作动模块包括加载作动器(1)和4个加载杆(2)，通过独立驱动各个加载杆(2)来进行应变梁的加载以产生标准应变。变形测量模块包括测试位移计(5)和滑动平台(7)，完成变形测量。所述方法含应变梁加载方法，对应变梁加载和卸载、改变受力情况，应变梁变形挠度测试方法，测试应变梁因的变形挠度，加载应变计算方法，根据测得的变形挠度计算应变梁上所加载的应变，反馈控制方法，使应变梁为纯弯曲状态并调整加载应变大小为标准应变。本发明能够在常温下提供高精度的标准应变源。

技术领域

本发明属于计量器具领域，涉及一种基于简支纯弯梁的静态标准应变加载装置及方法。

背景技术

在对应变传感器的静态标定过程中，需要标准应变源。由于国际上和国内没有建立应变传递基准，因此实验室都是各自独立建立标准应变源。标准应变源由两部分构成，一是产生应变的装置，一是对产生的应变进行高精度识别的测量装置和方法。现阶段产生应变的装置一般采用简支纯弯曲梁、悬臂等强度梁、或者刚性双力臂式纯弯曲梁的形式，在精度要求不高的场合多使用结构简单的悬臂等强度梁形式，而简支纯弯曲梁和刚性双力臂式纯弯曲梁的形式一般用于高精度加载场合。为对加载应变进行识别，需要测量梁的变形情况。现阶段采用的方法，是首先假定梁因纯弯曲而使得其形挠曲线为抛物线，并通过测量抛物线顶部一段弦长及对应的弦高加以确定，然后通过理论计算得到应变。但假定的抛物线仅在理想的纯弯曲情况下才出现，另外在弦长和弦高的测量要求被测的弦必须垂直于抛物线对称轴，否则将带来较大误差。

发明内容

本发明的目的是：

提供一种基于简支纯弯梁的静态标准应变方法及装置，能在常温下提供高精度的标准应变源；

进一步的，能在中高温下提供较高精度的标准应变源。

本发明的技术方案：

一种基于简支纯弯梁的静态标准应变加载装置，其特征在于：它包括加载作动模块、变形测量模块、应变梁，

加载作动模块包括加载作动器和4个加载杆，用于使应变梁弯曲而进行加载，加载作动器固定在水平的基础平台上，4个加载杆作用于应变梁上，形成应变梁的4个加载点，并且一侧的两个加载点间的距离与另一侧两个加载点间的距离相同，加载作动器可以对4个加载杆分别控制，使得每个加载点沿直线运动并可在给定位置停止和固定，4个加载点运动形成的4条直线相互平行且位于同一水平面内，

变形测量模块包括测试位移计和滑动平台，用于测量应变梁变形挠曲线，测试位移计固定在滑动平台的滑台上，滑动平台固定在水平的基础平台上，滑动平台可以控制其滑台沿水平面内的直线滑动，并且该直线垂直于前述加载点运动所沿的直线，

应变梁用于向外部提供本加载装置给出的标准应变源，安装在前述4个加载杆上，在自由状态时其轴向为直线，且与前述4个加载杆运动所沿直线垂直且共面。

还包括加温模块，加温模块用于对应变梁加温；加温模块包括加温炉、用于位移测量的测试窗、用于表面冷却的冷却套，测试窗和冷却套安装在加温炉上，而加温炉固定在基础平台上。

一种基于简支纯弯梁的静态标准应变加载方法，它包含应变梁加载方法、应变梁变形挠度测试方法、加载应变计算方法，

应变梁加载方法用于使应变梁处于自由状态、产生凹凸变形、改变受力情况，在对应变梁进行加载前，应使每个加载杆伸出长度一致且4个加载点共线，并记录加载杆此时位置为初始位置，使应变梁处于自由状态，通过控制每个加载杆运动，使加载杆回到初始位置即可；使应变梁产生凹凸变形，必须先使应变梁处于自由状态，然后保持中间两个加载点不动，而两边的加载点同时伸出以产生凹变形，或同时缩回以产生凸变形，当仅控制最靠近端部的某一个加载点运动而其它3个不动时，可以改变应变梁中部的所受剪力状况，