專利名稱：多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置。
背景技術(shù)：
研究表明，有缺陷的高聚物以一定的速度拉伸時(shí)，會(huì)在裂口周圍產(chǎn)生一定的溫升，同時(shí)伴生一定強(qiáng)度的磁場。為了進(jìn)一步研究該磁場與拉伸時(shí)產(chǎn)生的溫升之間的關(guān)系，需要在自動(dòng)控制拉伸速度的同時(shí)，對試件的溫升與磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行同步測量，并以時(shí)間同步方式保存所有的測量數(shù)據(jù):拉力、位移量、磁感應(yīng)強(qiáng)度、溫度(圖像數(shù)據(jù))，以研究并確定它們之間的關(guān)系。在試驗(yàn)中，高聚物試件被拉伸大約30_80mm后將會(huì)發(fā)生斷裂。因此系統(tǒng)要求位移的測量范圍是O-1OOmm且分辨率為0.1mm0雖然精度要求不是很高，但是一般的線性位移傳感器還是不能滿足要求。光柵尺雖然能滿足量程及測量精度的要求，但是在改造安裝上不太方便。因此，有必要設(shè)計(jì)一種多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置，該多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置檢測精度高，易于實(shí)施。實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下:—種多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置，包括支架(4)、定滑輪(5)、光電編碼器同軸滑輪⑵、拉繩⑴和重物(6);支架⑷固定在液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)的下夾頭上，定滑輪(5)和光電編碼器同軸滑輪(2)均安裝在支架(4)上；拉繩(I)的上端固定在液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)的上夾頭上，拉繩(I)的下端吊裝有所述的重物出)，且重物出)自然下垂；拉繩
(I)的中段繞過光電編碼器同軸滑輪⑵和定滑輪(5);光電編碼器軸(3)輸出反映位移量的脈沖信號給多場耦合綜合測試系統(tǒng)的控制器(ARM處理器)。有益效果:本實(shí)用新型的多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置，采用光電編碼器作為狠心檢測部件，檢測精度高，而且容易安裝在液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)上，易于實(shí)施，尤其適用于多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移檢測。

圖1是本實(shí)用新型的多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置的總體結(jié)構(gòu)框圖。圖2是多場耦合綜合測試系統(tǒng)的總體框圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明:實(shí)施例1:[0013]如圖1所示，一種多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置，包括支架4、定滑輪
5、光電編碼器同軸滑輪2、拉繩I和重物6 ;支架4固定在液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)的下夾頭上，定滑輪5和光電編碼器同軸滑輪2均安裝在支架4上；拉繩I的上端固定在液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)的上夾頭上，拉繩I的下端吊裝有所述的重物6，且重物6自然下垂；拉繩I的中段繞過光電編碼器同軸滑輪2和定滑輪5 ;光電編碼器同軸滑輪作為定滑輪使用，光電編碼器軸3輸出反映位移量的脈沖信號給多場耦合綜合測試系統(tǒng)的控制器(ARM處理器)。光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的傳感器之一。光電編碼器主要由光柵盤和光電檢測裝置兩大部分組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個(gè)長方形透光孔。檢測時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，通過計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映出被測量的轉(zhuǎn)角或轉(zhuǎn)速。根據(jù)光刪盤的刻度方法及信號輸出形式，光電編碼器可分為增量式、絕對式以及混合式三種:(I)增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差90度，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向，而Z相為每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。它的優(yōu)點(diǎn)是原理構(gòu)造簡單，機(jī)械平均壽命可在幾萬小時(shí)以上，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，適合于長距離傳輸。其缺點(diǎn)是無法輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對位置信息。(2)絕對式編碼器是利用自然二進(jìn)制或循環(huán)二進(jìn)制(葛萊碼)方式進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的。絕對式編碼器與增量式編碼器不同之處在于圓盤上透光、不透光的線條圖形，絕對編碼器可有若干編碼，根據(jù)讀出碼盤上的編碼，檢測絕對位置。(3)混合式絕對值編碼器，它輸出兩組信息:一組信息用于檢測磁極位置，帶有絕對信息功能；另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息?？紤]到本系統(tǒng)只需要測量高聚物的拉伸位移情況，因此在本系統(tǒng)中采用增量式編碼器即可。光電編碼器的安裝如圖13所示。支架安裝在下夾頭上，拉繩上端固定于上夾頭，重物自然下垂。當(dāng)兩夾頭發(fā)生相對位移時(shí)，即可通過拉繩帶動(dòng)光電編碼器旋轉(zhuǎn)測得。光電編碼器選用HTR-3A-1000型光電編碼器，其分辨率可達(dá)1000脈沖/圈。光電編碼器輸出軸上安裝的滑輪經(jīng)過精密加工得到其值徑D為15.92mm，則其周長L為:L = JiD=3.14X15.92mm = 49.98mm。因此該位移測量機(jī)構(gòu)的分辨率為:49.98mm/1000 < 0.05mm滿足分辨率大于0.1mm的設(shè)計(jì)要求。如圖2所示，多場耦合綜合測試系統(tǒng)包括液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)、溫度測量裝置、三維磁場測量裝置、拉力測量裝置、位移測量裝置、液壓控制裝置、控制器和上位機(jī)；溫度測量裝置為基于紅外相機(jī)的測溫裝置；溫度測量裝置與上位機(jī)(即工控機(jī))連接；紅外相機(jī)的鏡頭正對試樣正面的中部；三維磁場測量裝置、拉力測量裝置、位移測量裝置和液壓控制裝置均與控制器連接;由液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)夾持住試條板狀的試樣并對試樣上端施加拉力使得試樣產(chǎn)生形變；紅外相機(jī)的鏡頭正對試樣的正面以測量試樣的實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)；三維磁場測量裝置設(shè)置在背面以檢測試樣在被拉伸的過程中產(chǎn)生的實(shí)時(shí)三維磁場數(shù)據(jù)；液壓控制裝置驅(qū)動(dòng)液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)；拉力測量裝置和位移測量裝置分別檢測液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)對試樣施加的拉力以及液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)的上夾持部產(chǎn)生的實(shí)時(shí)位移；控制器與上位機(jī)通信連接；上位機(jī)控制液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)、溫度測量裝置和三維磁場測量裝置同時(shí)啟動(dòng)，并由上位機(jī)同步收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),所述的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括:實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)、三維磁場數(shù)據(jù)、拉力及液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)的上夾持部產(chǎn)生的實(shí)時(shí)位移數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置，其特征在于，包括支架(4)、定滑輪(5)、光電編碼器同軸滑輪(2)、拉繩⑴和重物(6);支架(4)固定在液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)的下夾頭上，定滑輪(5)和光電編碼器同軸滑輪(2)均安裝在支架(4)上；拉繩(1)的上端固定在液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)的上夾頭上，拉繩(1)的下端吊裝有所述的重物￠)，且重物￠)自然下垂；拉繩⑴的中段繞過光電編碼器同軸滑輪 ⑵和定滑輪(5);光電編碼器軸(3)輸出反映位移量的脈沖信號給多場耦合綜合測試系統(tǒng)的控制器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置，包括支架(4)、定滑輪(5)、光電編碼器同軸滑輪(2)、拉繩(1)和重物(6)；支架(4)固定在液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)的下夾頭上，定滑輪(5)和光電編碼器同軸滑輪(2)均安裝在支架(4)上；拉繩(1)的上端固定在液壓拉伸試驗(yàn)機(jī)的上夾頭上，拉繩(1)的下端吊裝有所述的重物(6)，且重物(6)自然下垂；拉繩(1)的中段繞過光電編碼器同軸滑輪(2)和定滑輪(5)；光電編碼器軸(3)輸出反映位移量的脈沖信號給多場耦合綜合測試系統(tǒng)的控制器。該多場耦合綜合測試系統(tǒng)中的位移測量裝置檢測精度高，易于實(shí)施。
文檔編號G01B11/02GK203163696SQ20132019093
公開日2013年8月28日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者陳勝銘, 羅迎社, 鄧瑞基, 羅樹凌, 鄧旭華, 鄧彪, 李卉, 張永忠, 任嘉 申請人:中南林業(yè)科技大學(xué)