专利名称：一种直剪仪数据自动采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直剪仪，尤其是一种适用于剪切应力和剪切应变数据的直剪仪数据自动采集装置。
背景技术：
直剪仪是一种用于测定土体试样在静荷载条件下的抗剪切强度的仪器。常用的直剪仪主要由剪切盒及导轨、垂直加载装置、剪切力施加装置、读数仪表、附件等构成，示意图见图1。传统的直剪仪通过在钢环5内安装千分表，试验时由专门人员在固定时间间隔内不断记录千分表读数来测定由于剪切力引起的钢环5的变形，进而通过事先标定好的钢环系数来反算剪切力值；同时在试验时分别记录开始剪切和结束剪切时间以及剪切电机的速度，然后通过电机速度以及加载时间来计算剪切应变值。可以看出，传统的直剪仪在数据记录过程中存在着极大的不便，首先，由于试验过程中千分表的读数处于动态变化过程，采用人工读数的方法既增加了试验数据误差，同时增加了试验操作人员的工作量，一般需要两个人配合完成。其次，由于试验刚开始时可能剪切盒与加载电机、剪切盒与钢环5之间存在一定间隙，以及仪器长期使用导致电机老化等原因，导致通过试验开始时间、结束时间以及电机速度来计算剪切应变值的方法计算得到的应变值不能反映真实的应变值。因此所测得的试验数据与实际值偏差较大。
发明内容本实用新型的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、直剪仪测量数据误差小、使用效果好的直剪仪数据自动采集装置。本实用新型的直剪仪数据自动采集装置，包括计算机、数据采集器、上剪切盒、下剪切盒、钢环、应力位移计、应变位移计，所述的应变位移计通过底座固定于直剪仪上的固定支架与下剪切盒紧密接触，应力位移计通过连接件与钢环紧密接触，钢环与上剪切盒紧密接触，应力位移计和应变位移计通过导线与数据采集器连接，数据采集器通过数据线与计算机连接。所述的连接件包括左右夹块、固定左右夹块的螺栓，左右夹块的上部对称设有与应力位移计的探头相连的上接触槽，左右夹块的下部对称设有与钢环的连接杆上相连的下接触槽。有益效果:本实用新型可在不改动直剪仪结构的前提下安装数据自动采集装置，能方便用于常规直剪仪、应变控制式四联直剪仪等直剪仪上。数据采集器采集试验过程中应力位移计和应变位移计的电阻值，并将数据传送到计算机中，通过事先标定钢环的系数、应力位移计和应变位移计的电阻-位移关系，结合数据采集器采集到的应力位移计和应变位移计的电阻值，可以计算得到精确的剪切应力值和剪切应变值。具有如下优点:1、通过数据采集器采集数据并自动传送到计算机上保存，减少了试验人员的工作量，提闻了试验效率。[0008]2、通过应力位移计和应变位移计采集试验数据，并通过相关换算得到剪切应力值和剪切应变值，由于位移计具有较高的灵敏度，增加了试验数据的精确度，克服了人工读数引起的试验误差。3、传统的直剪应变计算方法依赖于电机速度，电机由于长期使用，其设定速度值会产生变化，本实用新型的直剪应变值采用位移计测量直剪应变值，避免了因电机原因引起的测试误差。
图1为本实用新型的平面结构示意图；图2为本实用新型的立体结构示意图；图3为本实用新型的钢环内部应变位移计俯视结构图；图4为本实用新型的钢环内部应变位移计仰视结构图；图5为本实用新型的应变传感器俯视结构图；图6为本实用新型的应变传感器仰视结构图；图7为本实用新型的连接件结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述:图1图2所示，本实用新型的直剪仪数据自动化采集装置，包括计算机1、数据采集器2、上剪切盒3、下剪切盒4、钢环5、应力位移计6、应变位移计7、固定支架8及连接件9，所述的应力位移计6通过连接件9与钢环5紧密连接，且应力位移计6探头方向与剪切力作用方向的钢环5表面及上剪切盒3侧面垂直，应变位移计7通过固定支架8与下剪切盒4紧密连接且其探头方向与下剪切盒剪切位移发生方向同向。试验时，由于剪切应力弓I起钢环5变形，钢环5变形导致应力位移计6电阻值发生变化，同时由于剪切位移引起下剪切盒4发生位移，导致应变位移计7的电阻值发生变化，应力位移计6和应变位移计7的电阻值变化经数据采集器2实时测量并传送至计算机I储存。由事先标定的钢环5的钢环系数、应力位移计6的电阻-位移关系、应变位移计7的电阻-位移关系可以计算得到精确的剪切应力值和剪切应变值。图3、图4、图7所示，应力位移计6的探头的外保护壳夹于连接件9的上接触槽10中，连接件9的下接触槽11夹于钢环5的连接杆上，连接件经中间螺栓12固定，连接时保证应力位移计6垂直于相对的上剪切盒3的侧面且其探头与钢环5表面紧密接触。图5、图6所示，固定支架8底座和两根连接杆组成，固定支架底座连接于直剪仪面板上，应变位移计7的探头保护壳与固定支架8连接杆经连接头连接于一起，调整固定支架8的两根连接杆的方向及长短使得应变位移计7的探头与下剪切盒4紧密接触，且保证探头垂直于下剪切盒4位移方向的侧面。工作过程:标定钢环5的钢环系数、应力位移计6及应变位移计7的电阻-位移关系；安数据自动采集装置于直剪仪上，调整剪切盒位移，装入剪切试样。连接数据采集器2的电源，并将其与计算机I连接。利用数据采集器2采集数据，待采集到的数据稳定后，开始剪切试样。剪切完毕后，保存采集到的数据；利用钢环5的钢环系数、应力位移计6及应变位移计7的电阻-位移关系以及试验过程中采集的数据即可求得试样的剪切应力和剪切应变。
权利要求1.一种直剪仪数据自动采集装置，包括计算机(I)、数据采集器(2)、上剪切盒(3)、下剪切盒(4)、钢环(5)、应力位移计(6)、应变位移计(7)，其特征在于:所述的应变位移计(7)通过底座固定于直剪仪上的固定支架(8)与下剪切盒(4)紧密接触，应力位移计(6)通过连接件(9)与钢环(5)紧密接触，钢环(5)与上剪切盒(3)紧密接触，应力位移计(6)和应变位移计(7 )通过导线与数据采集器(2 )连接，数据采集器(2 )通过数据线与计算机(I)连接。
2.根据权利要求1所述的一种直剪仪数据自动采集装置，其特征在于:所述的连接件(9)包括左右夹块、固定左右夹块的螺栓(12)，左右夹块的上部对称设有与应力位移计(6)的探头相连的上接触槽(10)，左右夹块的下部对称设有与钢环(5)的连接杆上相连的下接触槽(11)。
专利摘要一种直剪仪数据自动采集装置，包括计算机、数据采集器、上剪切盒、下剪切盒、钢环、应力位移计、应变位移计、固定支架及连接件。所述钢环与上剪切盒连接，应力位移计通过连接件固定在钢环内且其探头与钢环接触；应变位移计通过固定支架与下剪切盒接触。利用所述应力位移计和应变位移计分别测定由于钢环变形和下剪切盒位移引起的位移计电阻值变化，通过所述数据采集器采集数据并传送到计算机中，结合所述钢环及位移计的标定公式经计算可以得到剪切应力值和应变值。本实用新型实现了直剪仪数据采集的自动化，减少了人工读数的误差及工作量，提高了试验效率和数据准确性。
文档编号G01N3/06GK202947927SQ20122067534
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者李瑞林, 陈国舟, 周国庆, 姜雄, 王英杰, 张嘉睿 申请人:中国矿业大学