专利名称：一种二维位移测量装置与测量方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置，具体地说是涉及一种ニ维位移測量装置与測量方法。
背景技术：
目前，对物件被测点位移的測量都是使用一维位移測量装置，其中，常见的ー维位移測量装置有激光干涉仪、ー维光学尺、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，而传统的ニ维位移測量装置大多是由两组正交的ー维位移测量装置组合而成，由于装置的特殊性以及复杂性，使用时不可避免的増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ニ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，精度较高的ニ维位移測量装置与方法，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ニ维位移測量装置与測量方法，仪器结构简单，成本低，操作方便，且能精确测量被测点的ニ维位移。本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的
I、一种ニ维位移測量装置，其特征在于该装置由带刻度的测量杆(I)、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(I)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(I)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、所述的ニ维位移測量装置，其特征在于所述的带刻度的测量杆(I)为方形，測量杆上的刻度位于方形測量杆顶面，O刻度线在方形测量杆首端，最小分度值为I毫米。3、所述的ニ维位移測量装置，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(I)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O. 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ー根细绳，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、一种ニ维位移測量装置的測量方法，其測量步骤如下
1)将带有刻度的方形测量杆(I)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(I)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I1和Iar读数方式与二十分度游标卡尺相同，精度为O. 05毫米；
4)当被测物件位置在方形测量杆(I)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)的读数も·和も;
5 )通过计算可知,被测物件的水平位移为も-竖向位移为-JjI -Ii11 ,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
本发明提出的一种ニ维位移測量装置结构简单，易于安装及拆卸；方形測量杆能够防止滑块在测量过程中发生定轴转动，提高了測量精度；制造和使用成本低，具有广泛的适用性。
图I为ニ维位移測量装置的整体运作示意图，
图2为滑块不意图，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。
具体实施例方式I、所用的带刻度的方形测量杆(I)利用不锈钢制成，外轮廓截面尺寸为3厘米Χ3厘米，顶面刻度的量程为70厘米，最小分度为I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. I厘米X 3. I厘米，凹槽顶面刻度总长19毫米、20等份，最小分度值为O. 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(I)末端利用螺栓固定于墙体上，保证测量杆(I)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(I)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測量点恰好接触，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. Imm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。
权利要求
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(I)、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(I)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(I)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.根据权利要求I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(I)为方形，测量杆上的刻度位于方形测量杆顶面，O刻度线在方形测量杆首端，最小分度值为I毫米。
3.根据权利要求I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(I)外截面尺寸相匹配，第一滑块(2)和第二滑块(3)的下端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O. 95毫米。
4.根据权利要求I所述的二维位移测量装置，其特征在于所述的带有细绳的小吊锤(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)的圆孔(5)后再穿入第二滑块(3)的圆孔(6)打结固定。
5.一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(I)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(I)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(4)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)的读数和匕，读数方式与二十分度游标卡尺相同，精度为O. 05毫米； 4)当被测物件位置在方形测量杆(I)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; 5)通过计算可知，被测物件的水平位移为竖向位移为U，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。
全文摘要
一种二维位移测量装置与测量方法。该装置是由带刻度的方形测量杆、带刻度的第一滑块和第二滑块、带有细绳的小吊锤所制成。其测量方法的步骤为(1)安装测量装置；(2)调节第一滑块和第二滑块的位置，使小吊锤下端尖部与被测物件测点恰好接触，分别记录第一滑块和第二滑块的读数和；(3)当被测物件位置在测量杆轴线所处竖直平面内发生变化时，调整两滑块的位置，使小吊锤尖端与被测物件的测点相接触，记录两滑块的读数和；(4)通过计算得出被测物件的水平位移和竖向位移。本发明的优点是该测量装置结构简单，易于安装和拆卸；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。
文档编号G01B5/02GK102706248SQ201210154779
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者沙成明, 邱月, 郑翔, 高玉峰, 黎冰 申请人:河海大学