专利名称：土工试验仪器压力测试通道校准用标准探头的制作方法
技术领域：
本实用新型属于校准设备，特别是涉及一种土工试验仪器压力测试通道校准用标准探头。
背景技术：
土工试验的一个主要内容是对地基土的物理力学性质进行测试，为建筑地基与结构计算提供相应的强度和变形参数。对地基土试件从不同方向施加一定压力，观察其受力与变形关系并记录整个过程的压力测试是土工试验仪器的基本测试手段，例如固结、压缩、剪切、侧压系数(KO)和三轴剪切等常规力学试验都涉及对试件施加不同级差的轴向力，使试样产生变形，并进行全程记录作为提供各种关系曲线和数据结果的依据。因此力(应力)和位移(应变)是每个试件进行力学试验不可缺少的试验参数，通常以一个试验参数的获取作为一个测量通道，例如测力通道、位移测量通道。以固结仪或直剪仪为例，国内各大中型土工试验室分别拥有数百甚至更多的试验通道与微机相联形成一个庞大的土工试验自动化网络。如此众多的土工试验仪器常年连续工作在粉尘和浸水的环境中，其测量精度是否发生变化、测量结果是否真实准确，需要通过专门仪器检测才能确认。然而，目前土工试验作业中尚无用于试验室作为前述土工试验仪器压力测试通道的精度进行检测校准的常规设备。
发明内容本实用新型的目的是提供一种土工试验仪器压力测试通道校准用标准探头，该标准探头利用实验室现有仪器的反力装置和标准测力计施以标准压力、由数显电压计将标准探头在标准压力条件下的模拟输出转换为与标准测力计读数相应的数字量，具有便于安装在各种固结仪、直剪仪、KO仪、CBR仪和三轴仪压力试验通道对其测试精度予以检测校准的特点。本实用新型为实现上述目的采取以下技术方案本标准探头由圆筒状支撑体、设置于圆筒状支撑体上沿口的圆形的测力盘和设置于测力盘圆心且垂直于测力盘的螺柱构成主体，所述圆筒状支撑体、测力盘和螺柱是整体构件，所述螺柱螺纹连接有与土工试验仪器加压头相衔接的传力接头和作用于传力接头的锁紧螺母，所述测力盘底表面以其圆心为基准圆周对称分布并粘贴固定阻值相等的4个电阻应变片，各电阻应变片按惠斯登电桥方式连接，该电桥的电源端分别与粘贴固定在圆筒状支撑体内侧壁的贴片型温度补偿电阻一端相连接，各贴片型温度补偿电阻另一端和电桥的两输出端与设置在圆筒状支撑体一侧的电缆接插件的插座相应接点电连接，所述标准探头的最大量程分为5KN和20KN两种，测力盘及圆筒状支撑体的直径范围为90-118mm，圆筒状支撑体壁厚25_30mm。本实用新型还可以采取以下技术措施[0010]所述标准探头的圆筒状支撑体底沿口设有底盘。[0011]所述最大量程为5KN的标准探头其测力盘厚度为6_8mm。[0012]所述最大量程为20KN的标准探头其测力盘厚度为10-14mm。[0013]所述标准探头的传力接头为正六角柱状体，其顶部设有凹窝或内螺纹连接孔。[0014]本实用新型的有益效果和优点在于本标准探头具有承载轴向力并将所受压力变化转换为电信号的结构特点，并且还具有与土样试验标准容器相同的外形和安装使用方法，传力接头的高低还能够调整并由锁紧螺母锁定，因此本标准探头在数显电压计配合下经检测标定合格即可方便的用于各种土工试验仪器压力测试通道的检测校准。本实用新型具有使用方便、可以模拟容器内的试样对土工试验仪器的压力测试通道进行在线联机检测校准、保证试验数据真实准确的突出优点。
[0015]附图1是标准探头实施例结构局部剖面示意图。[0016]附图2是标准探头的电阻应变片和温度补偿电阻布置示意图。[0017]附图3是顶部设置凹窝的传力接头示意图。[0018]附图4是顶部设置内螺纹连接孔的传力接头示意图。[0019]附图5是标准探头电原理图。[0020]图中标记1圆筒状支撑体，2测力盘，3螺柱，4传力接头，4-1凹窝，4_2内螺纹连接孔，5锁紧螺母，6电缆接插件，7底盘，8电阻应变片，9贴片型温度补偿电阻。
具体实施方式
[0021]下面结合实施例及其附图进一步说明本实用新型。[0022]如图1、2所示标准探头实施例，它由圆筒状支撑体1、设置于圆筒状支撑体上沿口圆形的测力盘2和设置于测力盘圆心的螺柱3构成主体，圆筒状支撑体、测力盘和螺柱是整体构件。螺柱3螺纹连接有与土工试验仪器加压头相衔接的传力接头4和作用于传力接头的锁紧螺母5。[0023]在测力盘2的底表面以其圆心为基准圆周对称分布并粘贴固定阻值相等的4个电阻应变片8，在圆筒状支撑体1内侧壁粘贴固定两个贴片型温度补偿电阻9，圆筒状支撑体 1的一侧设置电缆接插件6的插座。圆筒状支撑体1底沿口设有由螺钉紧固的底盘7。[0024]图1实施例的传力接头4是正六方柱状体，可以在其顶部设置如图3所示的凹窝 4-1，或者是在其顶部设置如图4所示的内螺纹连接孔4-2，选择不同长度和顶部结构的传力接头能够使本标准探头与各种具有压力测试通道的土工试验仪器的加压头相衔接配合。[0025]标准探头的电连接关系如图5所示，阻值相等的4个电阻应变片RO按惠斯登电桥方式连接，电桥的电源端分别经贴片型温度补偿电阻Rtl、Rt2和电缆接插件与直流稳压电源的V2+、V2-连接，电桥的输出端0UTPUT1、0UTPUT2经电缆接插件输出。[0026]图1标准探头测力盘及圆筒状支撑体的直径范围为90-118mm，以便适应不同土工试验仪器压力测试通道最小空间，标准探头的最大量程分为5KN和20KN两种，其外型尺寸相同，能够满足本实用新型所涉及的各种土工试验仪器的试验压力检测校正需要。[0027]本标准探头测力盘厚度应综合考虑钢材材质、筒状支撑体壁厚以及耐腐蚀性等因素，测力盘厚度设计必需满足以下条件即在量程范围内的最大压力作用下测力盘发生弹性变形与所受压力呈正线性关系，在弹性极限范围内要保持足够的灵敏度而且测力盘不能出现残余变形。图1实施例所选用的钢材是OCrlSM 12Mo (316)不锈钢棒材，测力盘直径为 100mm,筒状支撑体壁厚25-30mm均可。[0028] 最大量程5KN的标准探头其测力盘厚度在6_8mm范围以内均可，最大量程20KN的标准探头其测力盘厚度在10-14mm范围以内均可。
权利要求1.一种土工试验仪器压力测试通道校准用标准探头，其特征在于本标准探头由圆筒状支撑体、设置于圆筒状支撑体上沿口的圆形的测力盘和设置于测力盘圆心且垂直于测力盘的螺柱构成主体，所述圆筒状支撑体、测力盘和螺柱是整体构件，所述螺柱螺纹连接有与土工试验仪器加压头相衔接的传力接头和作用于传力接头的锁紧螺母，所述测力盘底表面以其圆心为基准圆周对称分布并粘贴固定阻值相等的4个电阻应变片，各电阻应变片按惠斯登电桥方式连接，该电桥的电源端分别与粘贴固定在圆筒状支撑体内侧壁的贴片型温度补偿电阻一端相连接，各贴片型温度补偿电阻另一端和电桥的两输出端与设置在圆筒状支撑体一侧的电缆接插件的插座相应接点电连接，所述标准探头的最大量程分为5KN和20KN 两种，测力盘及圆筒状支撑体的直径范围为90-118mm，圆筒状支撑体壁厚25_30mm。
2.根据权利要求1所述的标准探头，其特征在于所述标准探头的圆筒状支撑体底沿口设有底盘。
3.根据权利要求1所述的标准探头，其特征在于所述最大量程为5KN的标准探头其测力盘厚度为6-8mm。
4.根据权利要求1所述的标准探头，其特征在于所述最大量程为20KN的标准探头其测力盘厚度为10-14mm。
5.根据权利要求1所述的标准探头，其特征在于所述标准探头的传力接头为正六角柱状体，其顶部设有凹窝或内螺纹连接孔。
专利摘要本实用新型是一种土工试验仪器压力测试通道校准用标准探头，由圆筒状支撑体、上沿口的圆形测力盘和螺柱构成主体，螺柱连接有传力接头及其锁紧螺母，测力盘底表面以其圆心为基准圆周对称分布并粘贴固定阻值相等的按惠斯登电桥方式连接的4个电阻应变片，标准探头的最大量程分为5KN和20KN两种。本标准探头具有将承载轴向力转化为电信号的结构特点，并且具有与土样试验标准容器相同的外形和安装使用方法，传力接头的高低还能够调整并由锁紧螺母锁定，因此本标准探头在数显电压计配合下适用于各种土工试验仪器压力测试通道检测校准。本实用新型具有使用方便、可以保证土工试验仪器压力试验数据真实准确的突出优点。
文档编号G01N3/62GK202256086SQ201120355519
公开日2012年5月30日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者唐文军, 曹晓娟, 李慧之, 王晟堂, 赵亚品 申请人:铁道第三勘察设计院集团有限公司