一種高靈敏度應力傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及傳感器技術領域，尤其是指一種高靈敏度應力傳感器。
【背景技術】
[0002]目前橋梁施工、托運貨物時，都需要對結構的應力變化、以及承受的重量進行監測，進行監測時，一般采用金屬電阻應變計進行監測。而目前的應變計在檢測微小應變時，信號較小，信噪比不能滿足測試要求。
【發明內容】
[0003]本發明針對現有技術的問題提供一種高靈敏度應力傳感器，該應力傳感器便于固定于微小形變處，且能夠靈敏的感應出形變，監測出形變處的應力變化。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
一種高靈敏度應力傳感器，包括:能彎曲變形的應力集中梁，在應力集中梁的應力集中處設有應變計，應變計組成惠斯登電橋；可以感受微小應變。還包括設置于應力集中梁兩端的固支梁。
[0005]其中，所述固支梁設有用于固定于被測物的固定孔。
[0006]應變計為玻璃微熔半導體硅應變計或半導體擴散硅應變計或陶瓷厚膜電阻應變
i+o
[0007]—種高靈敏度應力傳感器還包括無線信號傳輸裝置。通過設置無線信號傳輸裝置，可以進行遠程測量，無線遠程監測。進一步地，應力集中梁的中部設有彈性結構。
[0008]其中，彈性結構可以為以下幾種結構:
1、彈性體呈V或U字形，中間形成彈性空間，當兩端受力時，其中部的形變較大，能夠產生足夠應變信號。
[0009]2、彈性體呈弧形，如拋物線形等。
[0010]3、彈性體呈螺旋形或波紋形。
[0011]其中，應力集中梁厚度為中間薄兩端厚。該結構使得應力集中梁更容易形變。
[0012]進一步地，所述應力集中梁的外側套設有彈性殼體，彈性殼體的兩端分別與固支梁固定連接。彈性殼體將應力集中梁以及應變計保護在內部，防止外部干擾。彈性殼體優選地選擇為波紋管，以及網罩等。
[0013]進一步地，其中一個固支梁的中部設有通孔，信號線的一端通過通孔與應變計信號連接。在具體設置時，優選地，信號線從固支梁的端面引出。
[0014]進一步地，所述應變計與應力集中梁的固定方式為玻璃微恪式，其制作包括:
步驟I ;在清洗好的金屬彈性體上絲網印制玻璃漿。步驟2 ;在彈性體印制玻璃漿的位置安裝硅應變計。步驟3 ;把傳感器送入高溫隧道爐，完成硅應變計和金屬彈性體的粘接。步驟4 ;用金絲球焊接把硅應變計通過接線端子組成惠斯頓電橋。
[0015]本發明的有益效果為: 1:對大型建筑壽命的實時監控。建筑物沉降的測量。2:對遂道涵洞橋梁變化沉降的測量與監控。3:對鐵路動態變化和沉降的測量與監控。4:對高壓線纜、承拉載荷的鋼纜進行測量與監控。5:對大型水利工程布點測量與監控。
[0016]對大型構件的測量可以具體到每一個局部微小應變，通過合理布點具部數據整體分析，從而得到構件和建筑的實時狀況，給業主和設計部門提供科學合理的解決方案。
[0017]本發明的應力傳感器采用固支梁固定于測試位置，通過測試位置不同固定點的應變變化累積，在應力集中梁上形成較大的應變變化，同時采用玻璃微熔式硅應變計，使得應變感應信號得到放大，同時精度也得到提高。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的一種應力感應裝置的結構示意圖。
[0019]圖2為圖1的另一種視角的示意圖。
[0020]附圖標記為:
I一一固支梁；2——應力集中梁；3—一半導體應變計；4一一彈性殼體；
5 ?目號線;11 固定孔。
【具體實施方式】
[0021]為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例與附圖對本發明作進一步的說明，實施方式提及的內容并非對本發明的限定。參見圖1至圖2，以下結合附圖對本發明進行詳細的描述。
[0022]一種高靈敏度應力傳感器通過:a、應力集中梁2的加工，b、半導體硅應變電阻的玻璃微熔技術安裝，C、溫度和穩定性技術，d、焊接或硫化密封技術完成。其具體結構為:包括能彎曲變形的應力集中梁2，在應力集中梁2的應力集中處設有硅半導體應變計3，一般設計在應力集中梁2的中部，半導體應變計3組成惠斯登電橋可以感受微小應變。還包括設置于應力集中梁2兩端的固支梁I。
[0023]為方便應力傳感器的設置以及信號的獲得，高靈敏度應力傳感器還包括無線信號傳輸裝置；無線信號傳輸裝置與惠斯登電橋的的信號輸出端信號連接；在應用到遠距離檢測時，可對應力傳感器進行布點，設置節點收集信號；將應力傳感器的信號傳輸到遠處。
[0024]其次，在將應力傳感器進行安裝時，通過固支梁I上的固定孔11固定于被測物，如通過螺栓等。固定后，被測物的形變差量通過兩個固支梁I進行積累，從而將應力形變放大。當被測物較大或較為復雜時，可以在被測物上多設置應力傳感器，并對應力傳感器的數據進行收集處理，可以獲得被測物應力變化對應的重量改變或形體變化等。
[0025]在設計應力傳感器時，應力集中梁2的外側套設有彈性殼體，彈性殼體的兩端分別與固支梁I固定連接。彈性殼體將應力集中梁以及應變計保護在內部，防止外部干擾。彈性殼體4優選地選擇為波紋管、柔性外套，如橡膠套；以及網罩等。本技術方案中，采用橡膠套。橡膠套可以起到輔助固定、定位效果。
[0026]其中一個固支梁I的中部設有通孔，信號線5的一端通過通孔與應變計信號連接。在具體設置時，優選地，信號線從固支梁的端面引出。在制作應力傳感器時，半導體應變計3與應力集中梁2的固定方式為玻璃微熔式，其制作包括以下步驟: 步驟I ;在清洗好的金屬彈性體上絲網印制玻璃漿。步驟2 ;在彈性體印制玻璃漿的位置安裝硅應變計。步驟3 ;把傳感器送入高溫隧道爐，完成硅應變計和金屬彈性體的粘接。步驟4 ;用金絲球焊接把硅應變計通過接線端子組成惠斯頓電橋。
[0027]以上內容僅為本發明的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【主權項】
1.一種高靈敏度應力傳感器，其特征在于:包括:能彎曲變形的應力集中梁，在應力集中梁的應力集中處設有應變計，應變計組成惠斯登電橋；所述一種高靈敏度應力傳感器還包括設置于應力集中梁兩端的固支梁。2.根據權利要求1所述的一種高靈敏度應力傳感器，其特征在于:應變計為玻璃微熔半導體硅應變計或半導體擴散硅應變計或陶瓷厚膜電阻應變計。3.根據權利要求1所述的一種高靈敏度應力傳感器，其特征在于:還包括無線信號傳輸裝置。4.根據權利要求1所述的一種高靈敏度應力傳感器，其特征在于:應力集中梁厚度為中間薄兩端厚。5.根據權利要求1所述的一種高靈敏度應力傳感器，其特征在于:所述應力集中梁的外側套設有彈性殼體，彈性殼體的兩端分別與固支梁固定連接。6.根據權利要求1所述的一種高靈敏度應力傳感器，其特征在于:所述固支梁設有用于固定于被測物的固定孔。7.根據權利要求1所述的一種高靈敏度應力傳感器，其特征在于:所述應變計與應力集中梁的固定方式為玻璃微熔式，其制作包括: 步驟I ;在清洗好的金屬彈性體上絲網印制玻璃漿；步驟2 ;在彈性體印制玻璃漿的位置安裝硅應變計；步驟3 ;送入高溫隧道爐，完成硅應變計和金屬彈性體的粘接；步驟.4 ;用金絲球焊接把硅應變計通過接線端子組成惠斯頓電橋。
【專利摘要】本發明涉及傳感器技術領域，尤其是指一種高靈敏度應力傳感器。本發明包括：能彎曲變形的應力集中梁，在應力集中梁的應力集中處設有半導體應變計，半導體應變計組成惠斯登電橋；還包括設置于應力集中梁兩端的固支梁以及無線信號傳輸裝置。本發明的高靈敏度應力傳感器安裝在各種復雜大型結構上。實時檢測這些復雜結構的微形應變。如大型鋼結構、無法測量的重量結構、隧道涵洞橋梁等結構。且具有阻抗高和靈敏度高低功耗的特點，易實現無線網絡化監控和管理。
【IPC分類】G01L1/22
【公開號】CN104931165
【申請號】CN201510367524
【發明人】伍德常
【申請人】東莞市華蘭海電子有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月29日