專利名稱:一種并接式鋼纜測力儀的制作方法
本實用新型的并接式鋼纜測力儀是屬于物理學測定裝置的鋼纜測力儀表的制造技術。
鋼纜在工程機械中使用極為廣泛，對在工作狀態中的鋼纜進行測力和超載報井，對于提高機具效率、保障設備的安全，有很大的現實意義。現在常用鋼纜測力儀表是機械式牽引測力計和由拉力傳感器及二次儀表組成的電子測力儀等，如日本專利號57－11219為拉力傳感器式電子測力儀、日本專利號57－35413為牽引測力計。它們都是以“串接”方式工作的。用這類儀表測力時，要先將鋼纜從中間某處截斷，用專夾具將測力計(或拉力傳感器)“串接”在鋼纜中間才能測力。這樣測力，操作麻煩，對已經受力的鋼纜、或者因工作性質不允許截斷的鋼纜，就不能對鋼纜進行直接測力；“串接”測力時，測力計(或拉力傳感器)意外破壞時，將直接危及受測設備的安全。如能將“串接”方式改為“并接”方式測力，這類并接式鋼纜測力儀表必將比上述儀表有明顯的優點。目前國外有不少關于這方面的專利，但市場上見不到可供實用的并接式鋼纜測力儀表產品，研究其原因，實是這些技術上尚有重大方面值得改進，現僅以日本專利號55－26841所提供的技術為例進行分析可見它是以彈簧板將鋼纜預先彎曲成“V”形，利用鋼纜的側向分力使彈簧板變形，用檢測彈簧板的變形量的方式顯示鋼纜的張力(即鋼纜的軸向拉力)。用這種方式測量，鋼纜的側向力與鋼纜的預彎曲角度有關，而這種預彎曲角度除與彈簧板的初始形狀有關外，還與“加壓板”的壓進位置、鋼纜的粗細及變形量有關，上述專利中的張力計沒有足夠的技術手段來保證這種預彎曲角度在各種情況下的不變性，因此就不能保證每次裝夾和測量時與張力相對應的儀表顯示的“唯一性”；鋼纜與彈簧板兩端支點的摩擦力會在一定程度上影響側向力的大小和方向，從而使顯示值出現較大的“回差”影響；另外，由于彈簧板變形影響，尚需對儀表顯示值進復雜的線性校正，往往難于達到滿意的效果。由于上述種種技術缺陷，這種張力計不能保證與張力值相對應的儀表顯示值有嚴格的重復性，因此，它就不可能做成可供實用的測力儀表。而其它專利所提供的技術，也大致都有上述一些技術缺陷。
本實用新型是一種“并接”式鋼纜測力儀，它由并夾式測力傳感器(下簡稱并夾傳感器)、儀表箱和信號電纜三個部分組成。測力時，用一對螺栓將并夾傳感器夾在受測鋼纜上，接好電纜，通電即可測力。它既不需要截斷鋼纜，也不改變鋼纜原有的系結狀態；即使鋼纜已經受力，只要用螺栓強行夾緊并夾傳感器，同樣可以直接測力。
并夾傳感器如圖1所示。在彈簧板(1)的兩端設置有支架(5)和滾筒(4)，鋼纜(7)沿彈簧板的中縱線放置，在彈簧板的中部設置一組由螺栓(2)、壓纜板(6)和適配墊板(3)組成的壓纜機構壓緊鋼纜，鋼纜在支架、滾筒、適配墊塊和壓纜板的共同約束下成不對稱的“V”形彎曲，中部是唯一的壓持固定點。上面所述的彈簧板(1)是一個鋼質的“T”形斷面結構，在“T”形斷面中的垂直部分，中部厚，兩端斜切；在“T”形斷面中的水平部分一側靠近端部的一個較短的局部范圍內，面向“T”形斷面垂直部分的一平面內下切減薄，形成測量段，在測量段內沿彈簧板中縱線對稱粘貼高阻值應變片(8)，應變片貼在靠近板的兩側邊緣。上述的適配墊塊(3)是種有“V”形切槽的并在“V”形頂部有園孤下切的鋼質結構，中部兩側有孔，穿過螺栓固定在彈簧板上，“V”形切口的兩平面分別與彈簧板兩端的滾筒上部母線相切，中間園孤與“V”形平面光順連接。上述的滾筒(4)是一個內裝置有滾柱軸承的園柱形結構。上述的壓纜板(6)是一個下部有馬鞍形切槽的矩形鋼質結構。測力時，鋼纜軸向力所產生的側向分力通過支架作用在彈簧板端部，使測量段內有較大的應力，可以用應變片方便的進行檢測。由于測量 段較短，實際變形量(即撓度值)甚微，而彈簧板其它部分由于鋼性較大，變形量更小，總的變形量很小，設計時可以控制使撓度減小到可以忽略不計的程度，這樣就保證在測力過程中鋼纜的彎曲角度基本不變，使測量值無需校正就具有良好的線性；由于在適配墊塊的“V”形切槽頂部有園孤形切槽，壓纜板將鋼纜壓到與園孤切槽大致貼合時，就能保證鋼纜與“V”形槽平面貼合，從而保證鋼纜達到規定彎曲角，不論鋼纜直徑如何變化或鋼纜型號性能改變，這種技術措施都能保證鋼纜的初始彎曲角不變，因此它可以適用于各類不同鋼纜；由于滾筒內裝滾柱軸承，使支架滾筒摩擦影響極大減小，從而使“回差”影響減小到可以允許的程度。采用上述技術手段后制成的并夾式傳感器，有嚴格的重復性和極小的非 性誤差，而且裝夾、使用都很方便，是一種可供實用的性能良好的新型測力傳感器。
在并夾傳感器上貼高阻應變片組成直流電橋；采用較高的直流穩壓電源驅動 流源給測量電橋供電；用數字面板表直接進行模／數變換和用數字直接顯示測力值，設置接口電路輸出BCD碼，供外接打印機進行打印記錄；設置報井給定電路和比較電路，將測量電橋輸出電壓放大后與報井給定值進行比較，當測量電橋的信號達到比較值時，比較電路輸出信號驅動聲、光報井電路進行超載報井，報井給定值在全部量程范圍內可以任意調節，這些就是本實用新型儀表箱內電路的基本程式。采用恒流供電以消除不同長度的信號電纜對測量的影響。并夾傳感器和儀表箱之間用屏敝電纜連接。
采用不同的結構尺寸，可以制造小至數十公斤大至量百噸力的各種不同量程不同用途的并夾式測力傳感器和并接式鋼纜測力儀。
本實用新型與已有的可供實用的鋼纜測力儀相比較有如下優點第一、本實用新型采用“并接”方式工作，測力不受鋼纜工作場合、工作方式和鋼纜類型限制，適用范圍更廣泛；第二、本實用新型裝夾簡單，操作省力省時，不要任何附加夾具，測力直接費用省；第三、本實用新型是用并接方式工作，傳感器直接承受力小，結構比較徑小，而且即使傳感器意外損壞也不影響受測設備正常工作，使用更安全；第四、本實用新型儀表電路簡單，抗干撓能力強，且價格低，便于普遍推廣使用。
權利要求
1.一種并接式鋼纜測力儀，它是并夾在鋼纜上進行測力的，其特征是有一個在中部“一點”夾緊鋼纜的并夾式測力傳感器(圖1)用高阻值應變片作敏感元件組成電橋，以穩壓電源驅動恒流源為測量電橋供電，用數字面板表對測量信號直接進行模/數變換和用數字直接顯示測力值，配有接口電路供外接打印機對數據進行打印記錄，有一個電壓比較式超載報井電路，報井給定值可以在儀表全量程范圍內任意調節給定，傳感器和儀表箱之間用屏敝電纜連接。
2.一種按權利要求
1所述的并接式鋼纜測力儀，其特征是并夾式測力傳感器(圖1)中有一塊彈簧板(1)，在彈簧板的中部有一對螺栓(2)，兩端各有一對支架(5)，支架上設置有滾筒(4)，穿過螺栓安裝在彈簧板上有一個適配墊塊(3)和壓纜板(6)，在彈簧板端部的測量區段內貼有高阻值應變片(8)，鋼纜沿彈簧板中縱線放置在滾筒上，中間用壓纜板壓緊固定。
3.一種按權利要求
1所述的并接式鋼纜測力儀，其特征是彈簧板(1)為一個“T”形斷面的鋼質結構，“T”形斷面的垂直部分中間厚，兩端斜切；“T”斷面的水平部分，中部有一對螺絲孔，供固定螺栓(2)用，兩端分別設置支架，在水平部分的一端靠近端部的較短范圍內，面向“T”形斷面垂直部分的一面上有一個下切減薄槽，在槽的中部沿水平板中縱線對稱貼有高阻值應變片(8)。
4.一種按權利要求
1所述的并接式鋼纜測力儀，其特征是滾筒(4)為一個內部安裝有滾動軸承的園柱形鋼質結構。
5.一種按權利要求
1所述的并接式鋼纜測力儀，其特征是適配墊塊(3)為一個有“V”形切口的矩形板，在“V”形切口頂部有園弧形下切槽，園弧形切槽與“V”形平面光順連接，“V”形切口的兩個平面分別與彈簧板兩端的滾筒(4)上部母線相切。
6.一種按權利要求
1所述的并接式鋼纜測力儀，其特征是壓纜板(6)為一個在下部有馬鞍形切槽的矩形鋼質結構。
專利摘要
本實用新型是屬于物理學測量裝置的鋼纜測力儀表，其特征是有一個在中部“一點”夾住鋼纜的并夾式測力傳感器，用高阻值應變片作敏感元件，以穩壓電源驅動的恒流源給測量電橋供電，用數字面板表直接顯示受力值，有一套電壓比較式超載報警電路，報井給定值在全量程范圍內可以任意調節給定，有接口電路供外接打印機對測量數據進行打印記錄，傳感器和二次儀表之間用屏敝電纜連接，儀表是并夾在鋼纜上進行測力。
文檔編號G01L1/20GK86209855SQ86209855
公開日1988年2月24日 申請日期1986年12月5日
發明者李凡 申請人:李凡導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan