专利名称：红外线遥测应变仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测试技术领域。
高速旋转构件由于在工作中产生巨大的惯性力而经常发生破坏事故，因此其应力应变的精确测定是目前迫切需要解决的问题之一。在现有技术中对旋转构件的应力测量通常采用集流环型式和无线电遥测方法，这些测试方法主要存在如下问题一、获得信号的传递问题。这些测量方法通常采用滑动接触节点或者无线电遥测仪发射与接收信号的办法来实现。但是，往往由于被测构件的颤振接收节点的噪声均是不可避免的信号干扰源；无线电遥测仪的发射和接收系统工作的稳定性，外界无线电磁波的干扰，均会使被测信号失真而产生较大的测量误差。二、当建立多通道电阻应变的无线电遥测系统，传感器的配电、整流和换向的问题则是另外一个很重要的问题。通常所采用的整流换向系统(见附图2)，该系统严格要求整流换向系统应具有非常小的切换电阻(＜10-3Ω)，只有具有高质量的机械换向开关，才能满足这样的要求。对于遥测系统更会受到限制，这是因为在具有离心力和振动的条件下，会急骤地降低它们的可靠性。若采用具有较大切换电阻的电子电健(几欧姆或几十欧姆)，则需要更加笨重的切换系统(见图3)。如果测量通道增加，将会成倍地增加实验工作量和试验的准备时间。三、当被测量的构件处于复杂的工作条件下，例如经受巨大的离心惯性力作用引起颤振的时候，构件在变化的温度场的影响下都会引起测量系统工作的不稳定性。总之，这些测试方法测试精度低、抗干扰能力差，只能用于静止状态或低转速构件的应力测定。
本实用新型的目的在于设计一种应用不可见光传输检测信号的红外线遥测应变仪，该仪器测量精度高、抗干扰能力强，不仅可以测量静止状态下的应力应变，并且可以测量每分钟转速高达2～3万转的运动着的构件。
这种红外线遥测应变仪(见
图1)包括测量装置和操纵与记录装置两部分所组成，其要点是测量装置(见图1a)的红外线接收装置5与放大器6相连接，放大器6的出口处与通道开关7和定时器8相连接，通道开关7与定时器8和放大器2、压控振荡器3、红外线发射装置4组成信号发射部分的电桥组1相连接，通道开关7还与压控振荡器3相连；操纵与记录装置(见图1b)的红外线发射装置10与放大器9和单片机17相连接，线外线接收装置11经放大器20与电压表12、脉冲发生器19相连接，脉冲发生器19又与放大器9、频率电压变换器13、操纵开关18相连接，操纵开关18与单片机17相连接，频率电压变换器13的输出口上安装示波器14，单片机17与放大器9相连接。
附图及实施例图1为红外线遥测应变仪的测量装置部分(a)和操纵与记录装置部分(b)的框图。
图2为通常采用的整流换向系统电路图。
图3为具有较大切换电阻的切换系统电路图。
图4本实用新型的电路图。
附图1公开的是本实用新型红外线遥测应变仪的一个典型实施例，测量装置可以单独安装在被测试件上，而操纵与记录装置安装在一定的距离以内，两者之间通过红外光波传递信号。
测量装置部分是这样工作的(见图1a)；由操纵与记录装置发出来的信号被红外线接收管5接收后，传递给红外线放大器6放大，使其在放大器6的出口处输出，其量值由操纵和记录装置发出的电脉冲信号确定。这些信号一部分进入通道开关选择器7，使它置于相应的状态。通道开关选择器7启动电桥组1的相应半桥，放大器2放大了进入测量状态的半桥给出的信号，并且经过压控振荡器3转换为脉冲信号，最后由红外线发射管4发送出去。这样，红外线发射管4发出了由被接通的工作电桥组1所产生的变化信号，供操纵与记录装置接收，放大器6所输出的另一部分信号进入定时器8，经过一定的时间，定时器8又将信号传递给通道开关选择器7，使其在完成一个测量循环后恢复到原始零状态。此时，切断了压控振荡器3的电源及电桥组1的电源，以减少整个测量装置的能耗，整个过程大约需要1秒钟。
操纵与记录装置是这样工作的(见图1b)；当接下键盘15上发射按钮，选择工作通道时，在单片计算机输出口形成脉冲束，其量值由键盘上的触发通道号码来决定。这些脉冲进入放大器9而后进入红外线发射管10，发射出来的信号被测量装置的红外线接收管5后，起动了上述测量系统，使其进入工作状态。这时，红外线接收管11开始接收由测量装置传递过来的信号脉冲，这些信号经过放大器20放大后进入电压表12和脉冲发生器19。其中电压表3可以监测所接收的信号的量值，利用它可以减轻系统初始调谐的工作量，即测量装置和操纵与记录装置间的相对位置。从脉部发生器19发出的脉冲进入三个组件(1)进入放大器9用截止该装置的重复发射，直截止到测量装置定时器8启动后结束。
(2)进入频率变压器13，以至到达连接在频率电压变器13输出口上的示波器或动态分析仪，以便观察被测信号的波
(3)进入操纵开关18从单片计算机18输出口开始发射工作信号瞬间的0.5秒内，单片计算机17输出口又同时发射延续时间为200毫秒的脉冲。该脉冲打开了操纵开关18后，允许脉冲了生器19发生的脉部通过并进入以作和形式为工作制度的单片计算机17。至此，测量循环的第一个阶段结束。
测量循环的第二个阶段是从再一次打开测量装置的瞬间开始，这时关闭操纵开关18，单片计算机输出口又重复发射，但这时发出的是用于启动测量装置中电桥组1内的标准电桥。
当再一次发出脉冲信号进入测量装置时，则测量装置重复上面工作步骤，将在测量装置电桥组1中，由标准电阻构成电桥的工作信号发射出去。整个测量循环的未期，单片计算机17上所记录的数字将是第一阶段的测量信号与第二阶段的控制信号读数之差，并将计算结果提供给显示器16，或者储存，或者由打印机21打印出来。
利用红外线双向通讯原理设计的这种测量仪器，具有重量轻，体积小，能避免各类信号干扰的优点，操作简便，不调零、无零飘、不补偿，可以精确测定转速高达3万转/分范围之内的构件动、静态的应力、应变数值。测试分辨率1με，测试精度高，可实现测试记录、数据分析自动化。可普遍地应用在运动构件的测定上，特别是应用于高速旋转构件在工作状态的测定上，例如汽轮机转子、直升机机翼、尾螺旋桨、飞机发动机转子等构件的应力应变分析，叶片断袭等问题的测定，都可以利用该仪器进行。
权利要求1.一种红外线遥测应变仪，包括测量装置和操作、记录装置所组成，其特征在于测量装置的红外线接收装置5与放大器6相连接，放大器6的出口处连接着通道开关7和定时器8，通道开关7与定时器8、放大器2、压控振荡器3、红外线发射装置4组成的信号发射部分的电桥组1相连接，通道开关7还与压控振荡器3相连接；操作、记录装置的单片机17经放大器9与红外线发射装置16相连接，红外线接收装置11经放大器20与电压表12、脉冲发生器19相连接，脉冲发生器19又与放大器9、频率电压变换器13、操纵开关18相连接，操纵开关18与单片机17相连接，频率电压变换器13的输出口上安装示波器14，单片机17与放大器9相连接。
专利摘要本实用新型属于测试技术领域。这种红外线遥测应变仪主要由测量装置和操作、记录装置二个部分组成，带有独立电源的测量装置安装在被测构件上，而操作，记录装置可以安装在一定距离之内，两者之间通过红外光波相互传递信号。该仪器测量精度高，抗干扰能力强，不仅可以测量静止状态下的应力应变，而且还可以测量每分钟转速高达2～3万转的运动构件。
文档编号G01B11/16GK2242439SQ9522163
公开日1996年12月11日 申请日期1995年9月15日 优先权日1995年9月15日
发明者白象忠 申请人:东北重型机械学院南校