高精度固定面变形量测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种变形量测量装置，特别是指一种高精度固定面变形量测量装置。

背景技术：

环境变化监测和生产安全日益受到重视。对野外环境变化和建筑固定面变形的研究和监测需要有可测量精密长度的监测装置，但贵重的仪器不适宜长期布设于无人值守的观测点。鉴于此，为了更快捷、高效地开展野外环境变化和建筑固定面的监测和研究，设计研制一种便携式、易操作、轻量化、无需电源的高性价比精密变形量测量装置，意义十分重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种高精度固定面变形量测量装置，其结构简单、成本低廉、轻快便携，适于长期无人监测工作。

为了达成上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高精度固定面变形量测量装置，它包括两套游标螺旋测微装置、连接杆和支座，该连接杆包括横杆和竖杆，该横杆的两端分别连接一套游标螺旋测微装置，该竖杆固定在该横杆的中部，该竖杆的一端连接在所述支座上，该游标螺旋测微装置包括螺旋测微器、扩展可动刻度圆盘、弧形游标和游标支架，该螺旋测微器包括微调旋钮、粗调旋钮、活动刻度、固定刻度和测微螺杆，该螺旋测微器的该测微螺杆的中心轴线、扩展可动刻度圆盘的中心轴线和弧形游标的中心轴线在同一直线上，该扩展可动刻度圆盘套固在活动刻度所在的套管上，该扩展可动刻度圆盘的0刻度线与活动刻度的0刻度线对应，该扩展可动刻度圆盘的刻度线的刻度标记是与所对应的活动刻度线的刻度标记的10倍数值，靠近该扩展可动刻度圆盘的周向壁面设有弧形游标，该弧形游标的刻度线平行于该螺旋测微器的测微螺杆的中心轴线并标设在弧形游标的内壁面上，该弧形游标通过该游标支架固定在螺旋测微器的固定刻度所在的套管上，该弧形游标的0刻度线与该螺旋测微器的固定刻度的基准线对应，在调零状态，该固定刻度的基准线、活动刻度的0刻度线、该扩展可动刻度圆盘的0刻度线和游标的0刻度线全部对应，该游标的刻度值与该扩展可动刻度圆盘的刻度值同向增大，游标上的n个等分刻度的长度等于该扩展可动刻度圆盘的n-1个等分刻度的长度。

进一步地，所述该支座为可伸缩结构，该支座包括套管和沿着该套管移动的杆体，该套管上设有数个间隔的竖向插孔，该杆体上设有穿孔，以使得该杆体的穿孔与所需高度的插孔对正通过销钉固连。

进一步地，所述杆体的顶壁和/或侧壁开设安装孔，该竖杆插入该安装孔中并通过螺丝固连。

进一步地，所述螺旋测微器的螺距是0.5mm，活动刻度一圈是50个等分刻度，活动刻度的分度值是0.01mm，可动刻度圆盘的边缘处标有500个等分刻度，该可动刻度圆盘的分度值为0.001mm，游标为100个等分刻度，游标的分度值为0.00001mm，该游标的100等分刻度的弧长长度等于该扩展可动刻度圆盘的99等分刻度的弧长长度。

进一步地，所述弧形游标的内壁面与该扩展可动刻度圆盘的圆周侧面之间的弧形间隙为0.1至0.2mm。

进一步地，所述可动刻度圆盘套固在活动刻度所在的套管上并贴触在该粗调旋钮的前端面。

进一步地，所述游标支架为l形，该游标支架的一端固定在固定刻度所在的套管上，另一端用于通过螺丝固定在弧形游标上。

进一步地，所述弧形游标的外壁上沿着弧形游标的圆周方向设有供螺丝拧紧的微调槽。

进一步地，所述扩展可动刻度圆盘为透明塑料材质。

进一步地，所述连接杆呈t型。

本实用新型的有益效果：本实用新型便携式高精度固定面变形量测量装置，其结构简单、成本低廉、轻快便携、清洁环保、操作方便，适于长期无人监测工作。其主要应用于地表环境演化研究，以及建筑物、地下通道、隧道、水坝、护坡等建筑面侵蚀量及变形量测量，在科研、环保及建筑行业中有一定的市场。本实用新型的游标螺旋测微装置是在对现有的螺旋测微器进行改造，去掉现有的螺旋测微器的框架同时又改进了去掉框架的螺旋测微器，即在去掉框架的螺旋测微器上设置扩展可动刻度圆盘、弧形游标和游标支架，该测量更精确，理论精确度十万分之一毫米；本实用新型使用的螺旋测微装置对细微长度进行测量，较传统螺旋测微器精度明显提高，理论上可提高三个数量级，实践上可提高1-2个数量级，且便于野外携带使用，在工程测量和科学研究中适用面广。

附图说明

图1是本实用新型的使用状态参考图一。

图2是本实用新型的使用状态参考图二。

图3是本实用新型的使用状态参考图三。

图4是本实用新型的分解示意图。

图5是本实用新型的游标螺旋测微装置的结构示意图。

图6是图5的侧视结构示意图。

图7是图6中弧形游标的仰视结构示意图。

具体实施方式

请参见图1至图7所示，一种高精度固定面变形量测量装置，它包括两套游标螺旋测微装置1、连接杆2和支座3，该连接杆2包括横杆21和竖杆22，该横杆21的两端分别连接一套游标螺旋测微装置1，该竖杆22固定在该横杆21的中部，该竖杆22的一端连接在所述支座3上。该游标螺旋测微装置1包括螺旋测微器11、扩展可动刻度圆盘12、弧形游标13和游标支架14。该螺旋测微信器11包括微调旋钮111、粗调旋钮112、活动刻度113、固定刻度114和测微螺杆115。该测微螺杆115的中心轴线、扩展可动刻度圆盘12的中心轴线和弧形游标13的中心轴线在同一直线上。该扩展可动刻度圆盘12套固在活动刻度113所在的套管上，该扩展可动刻度圆盘12的0刻度线与活动刻度113的0刻度线对正，即活动刻度所在套管的中心轴线与可动刻度圆盘的中心轴线在同一直线上，从中心轴线上分别选取活动刻度的0刻度线的圆心o1和扩展可动刻度圆盘的0刻度线的圆心o2，o1至活动刻度的0刻度线之间的线段r1和o2至扩展可动刻度圆盘的0刻度线之间的线段r2平行对正。该扩展可动刻度圆盘12的刻度线的刻度标记是与所对齐的活动刻度线的刻度标记的10倍数值，靠近该扩展可动刻度圆盘的周向壁面设有与该扩展可动刻度圆盘12同心的弧形游标13，该弧形游标13的刻度线平行于该测微螺杆115的中心轴线并标设在弧形游标的内壁面上，该弧形游标通过该游标支架固定在螺旋测微器的固定刻度所在的套管上，该弧形游标的0刻度线与该螺旋测微器的固定刻度的基准线对应，即该弧形游标的0刻度线的半径线r3与该固定刻度的基准线的半径线r4平行对正；在调零状态，该固定刻度的基准线、活动刻度的0刻度线、该扩展可动刻度圆盘的0刻度线和游标的0刻度线全部对应，该固定刻度的基准线是指的两侧刻度线的中间的长直线；该游标的刻度值与该扩展可动刻度圆盘的刻度值同向增大，游标上的n个等分刻度的长度等于该扩展可动刻度圆盘的n-1个等分刻度的长度。

本实用新型的游标螺旋测微装置是在对现有的螺旋测微器进行改造，去掉现有的螺旋测微器的框架的同时又对其进行了改进，即在去掉框架的螺旋测微器上设置扩展可动刻度圆盘、弧形游标和游标支架；去掉框架以便于测量固定面，因为框架的限制，螺旋测微装置不能用来测量无法移动及无限延伸的面状物体(简称固定面)的变形量，因此首先要去掉框架以使测微螺杆可以接触到被测固定面。选用两套游标螺旋测微装置以保持平衡和提高测量工作效率。本实用新型固定后保持不变，不测量时用塑料套将两套游标螺旋测微装置套上以保护其不生锈。

为了适应不同的高度测量，所述该支座为可伸缩结构。

该支座包括套管和沿着该套管移动的杆体，该套管上设有数个间隔的竖向插孔，该杆体上设有穿孔，使杆体的穿孔对接不同高度的竖向插孔便可实现支座的高度，当达到所需高度时该杆体的穿孔与所需高度的插孔对正通过销钉固连。

为了满足测量不同方位的固定面，所述杆体的顶壁或侧壁开设安装孔，该竖杆插入该安装孔中并通过螺丝固连。在该杆体的顶壁开设安装孔，该竖杆插接在该杆体的上方(图4所示)。在该杆体的上端侧壁开设安装孔，该游标螺旋测微装置的竖杆垂直插接在该杆体上(如图2)。在杆体的顶壁上开设一通槽，可同时实现游标螺旋测微装置相对杆体三个方向的安装，只需松动螺丝旋转游标螺旋测微装置到相应的位置然后再通过螺丝拧紧固定。

进一步地，所述螺旋测微器的螺距是0.5mm，活动刻度一圈是50个等分刻度，活动刻度的分度值是0.01mm，可动刻度圆盘的边缘处标有500个等分刻度，该可动刻度圆盘的分度值为0.001mm，游标为100个等分刻度，游标的分度值为0.00001mm，该游标的100等分刻度的弧长长度等于该扩展可动刻度圆盘的99等分刻度的弧长长度。

所述弧形游标3的内壁面与该扩展可动刻度圆盘的圆周侧面之间的弧形间隙为0.1至0.2mm。

所述扩展可动刻度圆盘2的半径为10.0cm，这样圆盘上的刻度线不会太密集易分辨，同时野外携带较方便，即相当于所述螺旋测微器的活动刻度半径的10倍。

所述扩展可动刻度圆盘套在活动套管并抵顶在该活动套管上的粗调旋钮的前端面，再通过胶结固定。

所述扩展可动刻度圆盘为透明塑料材质，为了便于观察测点。所述游标为铝材质。

所述游标支架为l形，该游标支架的一端固定在所述螺旋测微器的框架上，另一端用于通过螺丝固定在弧形游标上。

所述弧形游标上沿着弧形游标的圆周方向设有微调孔，该弧形游标通过该螺丝插入微调孔以固定在游标支架下方。该微调孔以便弧形游标的0刻度线与固定刻度的基准线对的比较齐(以固定刻度的中心轴线为参考)，该弧形游标通过螺丝穿过微调孔固定在游标支架下方。

例如：测量一个物体，0.5mm以上倍数读数由螺旋测微器上测杆上的固定刻度读出(螺旋测微器也是这么读的)。圆盘上的读数除以1000后再加上螺旋测微器上的读数，将得到形如45.5+0.313mm这样的结果(螺旋测微器活动刻度、圆盘刻度读数都是精确数，都不包括有最后一位估读数，圆盘刻度读数时精确数较活动刻度读数时精确数多增加一位小数，因此以圆盘刻度读数取代活动刻度读数)。然后，看弧形游标的100条刻度中，哪条和圆盘的刻度对得最准，得到后两位小数(如设第46条对的最准)，则为45.5+0.313+0.00046＝45.81346，最后加一位估读数比如5，得到最后读数45.813465mm。

本实用新型的测量原理：用于测量岩石、建筑面等固定面的侵蚀量或受力变形量等较小数理值。

侵蚀量测量：如图1所示，测量时参照点直接选在图中实线所表示的原始固定面上，由于固定面参照点在本实用新型安装后无侵蚀作用，其位置不变。侵蚀作用会使固定面待测点(虚线所在位置)较参照点高度有微量的下降，测量出下降量就是侵蚀量。

第一次测量左右螺旋测微杆各得到一个数值。第二次测量时各得到一个新数值，对应差值就是左右两个被测点的侵蚀量数值。如果每天测一次连续测量，则可得到固定面的日侵蚀速率。

受力变形量测量：

有两种装置安装方式：

a.将参照点选在固定面上。固定面变形时，如果变形不均匀，待测点和参照点因变形量不同，两次读数之差是待测点和参照点变形量的差值。变形均匀时待测点和参照点变形量之差为0，因此该装置安装方法不能测量均匀变形。

b.将参照点选在独立于固定面之外无变形的地方，需要时改变连接杆尺寸、支座开口方向及高度，使其仍然可以测量到固定面(图2和图3)。该装置安装方法可以测量固定面均匀变形量，也可以测量非均匀变形量。两次读数之差是待测点的变形量。

每次测量应在气温值相等的情况下测量，以减小气温变化热胀冷缩对测量结果的影响。