专利名称：多点位移计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器，尤其是关于测量大跨度地下结构岩石因受力而产生位移的传感器。
通常，用位移计测量地下结构岩石位移时，必须配以应变仪、示波器，电源等附属设备。电力部昆明勘测设计完制造的“钻孔多点位移计”的核心部件是一个变形盒，其中的悬臂梁上贴有二只应变片，组成半桥。该位移计将岩石的位移转换为电阻变化率，经应变仪转换为电流变化，再经示波器显示。可见现场测试时，需要三至四台仪器，降低了测量精度、增加了故障机率、且携带、使用不方便。
本实用新型的目的是为了克服上述缺点，提供一种测量精度高、稳定性好、体积小、易携带、便使用的位移计。
本实用新型由变形盒、锚头和安装器组成。变形盒内含有六个悬臂梁和放大器。每个悬臂梁上贴四只应变片，接成全桥。悬臂梁根部固定在变形盒的盒壁上，自由端联接钢弦丝，钢弦丝的另一端联接锚头。放大器固定在相应的悬臂梁下面的盒臂上。用安装器将锚头送至岩石内部待测的位置，变形盒固定在岩石表面。当岩石产生位移变化时，由锚头、钢弦丝传递给变形盒中的悬臂梁，悬臂梁上的全桥向放大器输出电压变化，放大器将此变化放大至0～±5伏电压信号输出。
本实用新型采用全桥输出，尽可能地减少了零点飘移，提高了测量数据的重复性和稳定性，同时，用放大器取代应变仪，置于变形盒之中，使现场测量仪器一体化，小型化，减少了现场测量仪器的件数，降低了误差和故障率。用该实用新型测量位移时，输出的是正比于位移量的电压模拟量，经A／D转换器，变成电压数字量，便可与微机联接，通过指令实现测量、分析、处理、计算、绘图自动化。
以下结合附图对本实用新型作详细说明
图1是本实用新型的现场测试安装图。图中，(1)是变形盒；(2)是悬臂梁；(3)是钢弦丝；(4)是锚头；(5)是钻孔；(6)是岩石表面；(7)是固定螺栓。
图2是本实用新型的结构图。图中，(8)是放大器；(9)是盒盖；(10)是航空插头；［11］是应变片；［12］是紧固螺钉。
图3是本实用新型的电气原理图。图中，［13］是调零电位器；［14］是匹配电阻；［15］是调灵敏度电位器；(8)是运算放大器。
在图1中，本实用新型的变形盒(1)固定在岩石表面(6)上，通过钢弦丝(3)与置入岩石内待测部位的锚头(4)联接，钢弦丝的长度视测量点的深度而定。从图2看出，变形盒内有六个对称的悬臂梁(2)，其用弹簧钢板经热处理制成，其工艺为温度升至750～850℃，浸入油中，待一小时后，自然冷却而成，其厚度为0.5～1.5毫米。每个悬臂梁的正、反两面分别贴两只应变片［11］。悬臂梁的根部用紧固螺钉［12］紧固在变形盒的盒壁上，自由端用紧固螺钉与钢弦丝(3)固定。在每个悬壁下面对应一个放大器(8)，也固定在盒臂上。放大器系差动输入运算放大器芯片，型号为OP27。图3表明，每个悬臂梁上贴的四只应变片［11］接成全桥。供电为12伏直流稳压电源。调零电位器［13］为20千欧的电位器。放大器灵敏度调节由调灵敏度电位器［15］完成，其阻值为100千欧。
现场测试时，锚头(4)将检测的岩石位移变化，通过钢弦丝(3)传递给变形盒(1)中的悬臂梁(2)，悬臂梁上的全桥应变片将位移变化转换成电压化，输出至内置式放大器(8)，放大器(8)把接收的不平衡电压转换成0～±5伏正比于岩石位移的电压信号。其性能达到非线性误差低于0.1％，不重复度小于0.1％，位移量程达到±3毫米，可以同时测量六个1至10米间的不同深度的岩石位移变化，灵敏度达到716毫伏／毫米。该实用新型可与A／D转换器、微机匹配，用微机控制其采集数据。
权利要求1.一种由变形盒(1)、锚头(4)和安装器组成的多点位移计，其特征在于a、变形盒(1)内悬臂梁(2)上的应变片(11)接成全桥b、在每个悬臂梁(2)下面的变形盒盒臂上，一一对应地固定放大器(8)。
2.根据权利要求1规定的位移计，其特征是悬臂梁上正、反两面分别贴二只350欧姆的缩乙基丝式应变片，尺寸为5×5毫米，接成全桥电路。
3.根据权利要求1规定的位移计，其特征是放大器采用高灵敏低飘移的差动式运算放大器芯片，型号为OP27。
4.根据权利要求3规定的位移计，其特征是设置调整放大器灵敏度的100千欧电位器和20千欧调零电位器。
专利摘要本实用新型公开了一种对岩石位移进行多点测量的位移计。该位移计由变形盒(1)，锚头(4)和安装器组成。变形盒(1)内悬臂梁(2)上的应变片(11)接成全桥。在每个悬臂梁(2)下面的变形盒盒臂上，一一对应地固定放大器(8)。该装置的特点是采用全桥输出、减少了零点漂移，提高了测量数据的重复性和稳定性。测量线路和放大器集成化，实现测量仪器的一体化，小型化。
文档编号G01B7/02GK2085950SQ90224790
公开日1991年10月2日 申请日期1990年12月18日 优先权日1990年12月18日
发明者吴凤岳 申请人:中国人民解放军海军工程设计研究局