专利名称:一种并接式钢缆测力仪的制作方法
本实用新型的并接式钢缆测力仪是属于物理学测定装置的钢缆测力仪表的制造技术。
钢缆在工程机械中使用极为广泛，对在工作状态中的钢缆进行测力和超载报井，对于提高机具效率、保障设备的安全，有很大的现实意义。现在常用钢缆测力仪表是机械式牵引测力计和由拉力传感器及二次仪表组成的电子测力仪等，如日本专利号57－11219为拉力传感器式电子测力仪、日本专利号57－35413为牵引测力计。它们都是以“串接”方式工作的。用这类仪表测力时，要先将钢缆从中间某处截断，用专夹具将测力计(或拉力传感器)“串接”在钢缆中间才能测力。这样测力，操作麻烦，对已经受力的钢缆、或者因工作性质不允许截断的钢缆，就不能对钢缆进行直接测力；“串接”测力时，测力计(或拉力传感器)意外破坏时，将直接危及受测设备的安全。如能将“串接”方式改为“并接”方式测力，这类并接式钢缆测力仪表必将比上述仪表有明显的优点。目前国外有不少关于这方面的专利，但市场上见不到可供实用的并接式钢缆测力仪表产品，研究其原因，实是这些技术上尚有重大方面值得改进，现仅以日本专利号55－26841所提供的技术为例进行分析可见它是以弹簧板将钢缆预先弯曲成“V”形，利用钢缆的侧向分力使弹簧板变形，用检测弹簧板的变形量的方式显示钢缆的张力(即钢缆的轴向拉力)。用这种方式测量，钢缆的侧向力与钢缆的预弯曲角度有关，而这种预弯曲角度除与弹簧板的初始形状有关外，还与“加压板”的压进位置、钢缆的粗细及变形量有关，上述专利中的张力计没有足够的技术手段来保证这种预弯曲角度在各种情况下的不变性，因此就不能保证每次装夹和测量时与张力相对应的仪表显示的“唯一性”；钢缆与弹簧板两端支点的摩擦力会在一定程度上影响侧向力的大小和方向，从而使显示值出现较大的“回差”影响；另外，由于弹簧板变形影响，尚需对仪表显示值进复杂的线性校正，往往难于达到满意的效果。由于上述种种技术缺陷，这种张力计不能保证与张力值相对应的仪表显示值有严格的重复性，因此，它就不可能做成可供实用的测力仪表。而其它专利所提供的技术，也大致都有上述一些技术缺陷。
本实用新型是一种“并接”式钢缆测力仪，它由并夹式测力传感器(下简称并夹传感器)、仪表箱和信号电缆三个部分组成。测力时，用一对螺栓将并夹传感器夹在受测钢缆上，接好电缆，通电即可测力。它既不需要截断钢缆，也不改变钢缆原有的系结状态；即使钢缆已经受力，只要用螺栓强行夹紧并夹传感器，同样可以直接测力。
并夹传感器如图1所示。在弹簧板(1)的两端设置有支架(5)和滚筒(4)，钢缆(7)沿弹簧板的中纵线放置，在弹簧板的中部设置一组由螺栓(2)、压缆板(6)和适配垫板(3)组成的压缆机构压紧钢缆，钢缆在支架、滚筒、适配垫块和压缆板的共同约束下成不对称的“V”形弯曲，中部是唯一的压持固定点。上面所述的弹簧板(1)是一个钢质的“T”形断面结构，在“T”形断面中的垂直部分，中部厚，两端斜切；在“T”形断面中的水平部分一侧靠近端部的一个较短的局部范围内，面向“T”形断面垂直部分的一平面内下切减薄，形成测量段，在测量段内沿弹簧板中纵线对称粘贴高阻值应变片(8)，应变片贴在靠近板的两侧边缘。上述的适配垫块(3)是种有“V”形切槽的并在“V”形顶部有园孤下切的钢质结构，中部两侧有孔，穿过螺栓固定在弹簧板上，“V”形切口的两平面分别与弹簧板两端的滚筒上部母线相切，中间园孤与“V”形平面光顺连接。上述的滚筒(4)是一个内装置有滚柱轴承的园柱形结构。上述的压缆板(6)是一个下部有马鞍形切槽的矩形钢质结构。测力时，钢缆轴向力所产生的侧向分力通过支架作用在弹簧板端部，使测量段内有较大的应力，可以用应变片方便的进行检测。由于测量 段较短，实际变形量(即挠度值)甚微，而弹簧板其它部分由于钢性较大，变形量更小，总的变形量很小，设计时可以控制使挠度减小到可以忽略不计的程度，这样就保证在测力过程中钢缆的弯曲角度基本不变，使测量值无需校正就具有良好的线性；由于在适配垫块的“V”形切槽顶部有园孤形切槽，压缆板将钢缆压到与园孤切槽大致贴合时，就能保证钢缆与“V”形槽平面贴合，从而保证钢缆达到规定弯曲角，不论钢缆直径如何变化或钢缆型号性能改变，这种技术措施都能保证钢缆的初始弯曲角不变，因此它可以适用于各类不同钢缆；由于滚筒内装滚柱轴承，使支架滚筒摩擦影响极大减小，从而使“回差”影响减小到可以允许的程度。采用上述技术手段后制成的并夹式传感器，有严格的重复性和极小的非 性误差，而且装夹、使用都很方便，是一种可供实用的性能良好的新型测力传感器。
在并夹传感器上贴高阻应变片组成直流电桥；采用较高的直流稳压电源驱动 流源给测量电桥供电；用数字面板表直接进行模／数变换和用数字直接显示测力值，设置接口电路输出BCD码，供外接打印机进行打印记录；设置报井给定电路和比较电路，将测量电桥输出电压放大后与报井给定值进行比较，当测量电桥的信号达到比较值时，比较电路输出信号驱动声、光报井电路进行超载报井，报井给定值在全部量程范围内可以任意调节，这些就是本实用新型仪表箱内电路的基本程式。采用恒流供电以消除不同长度的信号电缆对测量的影响。并夹传感器和仪表箱之间用屏敝电缆连接。
采用不同的结构尺寸，可以制造小至数十公斤大至量百吨力的各种不同量程不同用途的并夹式测力传感器和并接式钢缆测力仪。
本实用新型与已有的可供实用的钢缆测力仪相比较有如下优点第一、本实用新型采用“并接”方式工作，测力不受钢缆工作场合、工作方式和钢缆类型限制，适用范围更广泛；第二、本实用新型装夹简单，操作省力省时，不要任何附加夹具，测力直接费用省；第三、本实用新型是用并接方式工作，传感器直接承受力小，结构比较径小，而且即使传感器意外损坏也不影响受测设备正常工作，使用更安全；第四、本实用新型仪表电路简单，抗干挠能力强，且价格低，便于普遍推广使用。
权利要求
1.一种并接式钢缆测力仪，它是并夹在钢缆上进行测力的，其特征是有一个在中部“一点”夹紧钢缆的并夹式测力传感器(图1)用高阻值应变片作敏感元件组成电桥，以稳压电源驱动恒流源为测量电桥供电，用数字面板表对测量信号直接进行模/数变换和用数字直接显示测力值，配有接口电路供外接打印机对数据进行打印记录，有一个电压比较式超载报井电路，报井给定值可以在仪表全量程范围内任意调节给定，传感器和仪表箱之间用屏敝电缆连接。
2.一种按权利要求
1所述的并接式钢缆测力仪，其特征是并夹式测力传感器(图1)中有一块弹簧板(1)，在弹簧板的中部有一对螺栓(2)，两端各有一对支架(5)，支架上设置有滚筒(4)，穿过螺栓安装在弹簧板上有一个适配垫块(3)和压缆板(6)，在弹簧板端部的测量区段内贴有高阻值应变片(8)，钢缆沿弹簧板中纵线放置在滚筒上，中间用压缆板压紧固定。
3.一种按权利要求
1所述的并接式钢缆测力仪，其特征是弹簧板(1)为一个“T”形断面的钢质结构，“T”形断面的垂直部分中间厚，两端斜切；“T”断面的水平部分，中部有一对螺丝孔，供固定螺栓(2)用，两端分别设置支架，在水平部分的一端靠近端部的较短范围内，面向“T”形断面垂直部分的一面上有一个下切减薄槽，在槽的中部沿水平板中纵线对称贴有高阻值应变片(8)。
4.一种按权利要求
1所述的并接式钢缆测力仪，其特征是滚筒(4)为一个内部安装有滚动轴承的园柱形钢质结构。
5.一种按权利要求
1所述的并接式钢缆测力仪，其特征是适配垫块(3)为一个有“V”形切口的矩形板，在“V”形切口顶部有园弧形下切槽，园弧形切槽与“V”形平面光顺连接，“V”形切口的两个平面分别与弹簧板两端的滚筒(4)上部母线相切。
6.一种按权利要求
1所述的并接式钢缆测力仪，其特征是压缆板(6)为一个在下部有马鞍形切槽的矩形钢质结构。
专利摘要
本实用新型是属于物理学测量装置的钢缆测力仪表，其特征是有一个在中部“一点”夹住钢缆的并夹式测力传感器，用高阻值应变片作敏感元件，以稳压电源驱动的恒流源给测量电桥供电，用数字面板表直接显示受力值，有一套电压比较式超载报警电路，报井给定值在全量程范围内可以任意调节给定，有接口电路供外接打印机对测量数据进行打印记录，传感器和二次仪表之间用屏敝电缆连接，仪表是并夹在钢缆上进行测力。
文档编号G01L1/20GK86209855SQ86209855
公开日1988年2月24日 申请日期1986年12月5日
发明者李凡 申请人:李凡导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan