CN206177288U - 用于构件倾斜角测量的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于构件倾斜角测量的测试装置，包括活动卡接于构件上的扣件和安装于所述扣件上的测试仪；所述测试仪包括壳体，位于壳体内的应变片、应变梁和重力摆；所述重力摆固定于所述应变梁的底部；所述应变片设于所述应变梁的侧壁；所述应变片还电连接有用于根据应变片形变信息计算出构件倾角和倾斜方向的测量电路。采用本实用新型，既能测量倾斜角，也能测量出倾斜方向，同时还具有安装便捷、测量效率高的特点。

Description

用于构件倾斜角测量的测试装置

技术领域

本实用新型属于测量技术领域，具体涉及一种用于构件倾斜角测量的测试装置。

背景技术

构件与水平线或水平面所成的角称为该构件的倾斜角。通过测量构件的倾斜角，可以定量描述该构件的倾斜或倾斜变化的程度。现有两种测量构件倾斜角的方法：

第一种：采用光学仪器的人工测量方法，光学仪器有经纬仪、全站仪等。例如使用经纬仪测量某杆件的倾斜度，通过测量杆件底面中心与顶面中心的水平角和观测点与杆件的距离，计算两点间的水平偏移量；通过测量杆件底面中心、顶面中心分别和观测点的竖直角，计算两点间的高度，最后通过水平偏移量和高度即可计算得到杆件的倾角，两次倾斜角之差即为倾斜角变化。该方法对视线要求较高，操作繁琐，测量频率较低，人工工作强度大。

第二种：采用倾角传感器的测量方法。倾角传感器具有操作简单、视线要求低、采样频率高、自动化程度高等特点，已经被广泛应用，但是现有的倾角传感器测量方法只能测量出倾斜角，但是对于倾斜方位也无法准确测量出，且在传感器的安装和操作等方面比较复杂，影响工作效率。

因此，提供一种可测量倾斜方位，安装方便，操作简单，更高效的倾斜角测量装置及方法有着重要的实际工程意义。

实用新型内容

为了解决上述关于倾斜角测量过程中安装繁琐，效率低的问题，本实用新型的目的是提供一种用于构件倾斜角测量的测试装置，既能测量倾斜角，也能测量出倾斜方向，同时还具有安装便捷、测量效率高的特点。

为实现上述目的，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述的用于构件倾斜角测量的测试装置，包括活动卡接于构件上的扣件和安装于所述扣件上的测试仪；所述测试仪包括壳体，位于壳体内的应变片、应变梁和重力摆；所述重力摆固定于所述应变梁的底部；所述应变片设于所述应变梁的侧壁；所述应变片还电连接有用于根据应变片形变信息计算出构件倾角和倾斜方向的测量电路。

进一步地，所述扣件包括用于包裹住构件的扣环和用于将扣环扣合在一起的连接头；所述连接头位于所述扣环的端部。

进一步地，所述测量电路包括单片机，分别与所述单片机连接的电桥、A/D转换模块和电源模块；所述电桥的输入端与所述应变片连接。

进一步地，所述应变片设有四片，分别分布于参考坐标系中的X轴和Y轴上，并且位于同一圆上。

进一步地，所述参考坐标系中的Z轴为应变梁的轴线，并且以远离重力摆的方向为其正方向。

进一步地，所述测试仪还包括有数据传输模块；所述测试仪通过所述数据传输模块连接有云端服务器。

进一步地，所述壳体内还设有密封测试箱；所述应变片、应变梁和重力摆安装于所述密封测试箱内。

进一步地，所述测量电路还连接有用于显示测量倾角和倾斜方向数据的显示器。

进一步地，所述显示器为触屏显示器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)采用活动卡在被测构件上的扣件，然后测试仪安装在所述扣件上，因此，只需将扣件卡在被测构件上，即可完成安装，方便快捷；

(2)当构件发生倾斜形成的倾角，也就是重力摆与应变梁之间形成的夹角，此时应变梁自身的受力也会发生改变，从而使得贴于其表面的应变片也相应发生形变，该形变信息被测量电路接收，从而相应计算出构件的倾角和倾斜方向，准确、高效。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型所述的用于构件倾斜角测量的测试装置在使用过程中的状态图；

图2是本实用新型图1中A的放大图；

图3是本实用新型所述的用于构件倾斜角测量的测试装置中测试仪的结构示意图；

图4是本实用新型所述的用于构件倾斜角测量的测试装置中测量电路的电路原理框图；

图5是本实用新型所述的用于构件倾斜角测量的测试装置中应变片的安装示意图。

图中：

1：扣件

11：扣环 12：连接头

2：测试仪

21：壳体 22：重力摆 23：应变梁

24：应变片

241：第一应变片 242：第二应变片 243：第三应变片 244：第四应变片

25：测量电路

251：单片机 252：电桥 253：A/D转换模块 254：电源模块 255：数据传输模块

26：密封测试箱

3：构件

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型所述的用于构件倾斜角测量的测试装置，通过在测试仪2上安装一扣件1，该扣件1可以活动卡接在被测构件3上。因此，需要安装时，直接将该扣件1卡接在被测构件3上即可，操作极其简单。

具体结合附图2所示，所述扣件1包括扣环11和连接头12，所述扣环11是用于包裹住所述被测构件3，因此其形状会因构件3的不同而改变，可以是如图所示的圆环状，也可以是方环状，还可以是三角环状，同时，其可以是如图的一片式，即只需要一个连接头12进行连接；还可以是两片式，即扣环11为两个半环状，通过两个连接头12连接，具体根据实际需要而定，都属于本实用新型保护的范围。

同时，在测量具体的倾斜角和倾斜方向，则是借助测试仪2内的重力摆22、应变梁23和应变片24来完成，具体结合图3所示，其中，所述重力摆22固定于所述应变梁23的底部；所述应变片24设于所述应变梁23的侧壁；所述应变片24电连接有测量电路25。

在使用过程中，如果构件不发生倾斜，所述重力摆22则不会发生摆动，应变梁23以及应变片24都不会发生形变。当构件3一旦发生倾斜，所述重力摆22给予所述应变梁23的拉力会发生变化，从而发生形变，从而引起所述应变片24发生形变。所述应变片24发生形变，该形变信息被所述测量电路25接收，并且通过计算，得出对应的倾斜角角度和倾斜方向。

具体地，所述应变片24设置有如图5所示的四片，分别为第一应变片241、第一应变片242、第一应变片243和第一应变片244，分别处于参考坐标系的X轴、Y轴所在的方向上。该参考坐标系的Z轴则是以应变梁23的轴线为准，以远离重力摆22的方向为Z轴的正方向。

如图5所示，所述测量电路25包括有单片机251，分别与所述单片机251连接的电桥252、A/D转换模块253和电源模块254；所述电桥252的输入端与所述应变片24连接。所述应变片24的形变会导致其接入电路中的电阻发生变化，所述电桥252则将该电阻变化转换为电压信号，经过单片机251计算倾角和方位，A/D转换模块253将模拟信号转换为数字信号以显示。

其中，所述单片机251采用的是MCS-51系列，优选AT89C51芯片，具有极强的处理功能。所述电桥252采用的是惠斯通电桥，具有更为精准测量的效果。

为了非常直观的看到检测的数据，所述测量电路25还连接有显示器，该显示器将检测过程中的角度以及倾斜方向直接显示于屏幕上，一目了然。同时，为了方便在使用过程中，设置相关参数，所述显示屏设置为触屏显示器，便于操作。

为了使得该倾斜的数据便于远程监控，所述测量电路25连接有数据传输模块255；该数据传输模块255将检测到的倾斜角角度和方向实时传输至上位机，上位机则将该信息由无线传输至云端服务器，以供远程监控。

在进行以上步骤以前，还需进行准备工作：将测试仪2安装于构件3上；

结合图2所示，首先将扣环11卡在构件3上，然后通过螺栓将连接头固定住，直至所述扣环11牢固的包裹住所述构件3即可，简单、快捷。

同时，本实用新型所述的用于构件倾斜角测量的测试装置及其测试方法的其他内容参见现有技术，在此不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于构件倾斜角测量的测试装置，其特征在于：

包括活动卡接于构件上的扣件和安装于所述扣件上的测试仪；

所述测试仪包括壳体，位于壳体内的应变片、应变梁和重力摆；

所述重力摆固定于所述应变梁的底部；

所述应变片设于所述应变梁的侧壁；

所述应变片还电连接有用于根据应变片形变信息计算出构件倾角和倾斜方向的测量电路。

2.根据权利要求1所述的用于构件倾斜角测量的测试装置，其特征在于：

所述扣件包括用于包裹住构件的扣环和用于将扣环扣合在一起的连接头；

所述连接头位于所述扣环的端部。

3.根据权利要求1所述的用于构件倾斜角测量的测试装置，其特征在于：

所述测量电路包括单片机，分别与所述单片机连接的电桥、A/D转换模块和电源模块；

所述电桥的输入端与所述应变片连接。

4.根据权利要求1所述的用于构件倾斜角测量的测试装置，其特征在于：

所述应变片设有四片，分别分布于参考坐标系中的X轴和Y轴上，并且位于同一圆上。

5.根据权利要求4所述的用于构件倾斜角测量的测试装置，其特征在于：

所述参考坐标系中的Z轴为应变梁的轴线，并且以远离重力摆的方向为其正方向。

6.根据权利要求1所述的用于构件倾斜角测量的测试装置，其特征在于：

所述测量电路连接有数据传输模块；

所述测试仪通过所述数据传输模块连接有上位机。

7.所述权利要求6所述的用于构件倾斜角测量的测试装置，其特征在于：

所述上位机无线连接有云端服务器。

8.根据权利要求1所述的用于构件倾斜角测量的测试装置，其特征在于：

所述壳体内还设有密封测试箱；

所述应变片、应变梁和重力摆安装于所述密封测试箱内。

9.根据权利要求1所述的用于构件倾斜角测量的测试装置，其特征在于：

所述测量电路还连接有用于显示测量倾角和倾斜方向数据的显示器。

10.根据权利要求9所述的用于构件倾斜角测量的测试装置，其特征在于：

所述显示器为触屏显示器。