一种基于压电陶瓷的应力测量装置的制作方法

本发明涉及应力测量，具体而言，涉及一种基于压电陶瓷的应力测量装置。

背景技术：

1、在压电陶瓷应力测量精度的要求越来越高的情况下，尽管基于压电陶瓷的应力测量装置在单一参数测量方面表现出色，但其在多维信息融合与综合分析方面存在局限性。

2、现有的装置不能有效的采集位移参数，并且，在复杂应力场中，忽视了水平因素会导致测量结果偏差的影响，其次，压电陶瓷在测量应力时会产生一定的伸长量，伸长量未能及时的采集同样会导致测量结果出现偏差。在针对压电陶瓷的应力测量研究中，现有的装置不能准确采集和评估这些因素对应力测量的影响，导致应力测量精度不足。

3、因此，如何提供一种基于压电陶瓷的应力测量装置是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种基于压电陶瓷的应力测量装置，旨在解决应力测量精度不足的问题。

2、本发明提出了一种基于压电陶瓷的应力测量装置，包括：

3、承重架和基座，所述承重架垂直在所述基座的上表面；

4、所述承重架开设凹槽、定位槽和第一滑动槽，所述承重架开设若干个限位槽，若干个所述限位槽关于所述承重架的中心呈轴对称；

5、所述第一滑动槽设置滑动杆，所述凹槽设置调整装置，所述滑动杆固定连接所述调整装置，所述滑动杆在所述第一滑动槽的内部滑动，所述调整装置在所述凹槽的内部滑动；

6、所述调整装置包括调整单元，所述调整装置开设第二滑动槽，所述调整单元在所述第二滑动槽的内部滑动；

7、所述调整单元包括伸缩杆、水平仪、电容仪和调节柱，所述伸缩杆固定连接所述调节柱，所述水平仪和所述电容仪固定连接在所述调节柱的两侧；

8、所述凹槽固定连接平台，所述平台放置压电陶瓷，所述平台固定连接位移感应器，所述平台的底部固定连接力感应器的一端，所述力感应器远离所述平台的一端固定连接凹槽；

9、所述定位槽设置定位螺栓，所述定位螺栓用于固定所述调整装置，若干个所述限位槽设置限位螺栓，所述限位螺栓用于固定所述承重架。

10、进一步的，所述的基于压电陶瓷的应力测量装置，还包括：操作装置；

11、所述操作装置和所述滑动杆电连接，所述操作装置和所述调节柱电连接，

12、所述操作装置用于控制所述滑动杆和所述调节柱移动；

13、所述操作装置用于读取所述水平仪、所述电容仪、所述力感应器和所述位移感应器的数据。

14、进一步的，所述的基于压电陶瓷的应力测量装置，包括：

15、当所述操作装置控制所述滑动杆回至零位和所述调节柱回至零位时，获取所述水平仪的初始水平数据；

16、当所述操作装置控制所述滑动杆开始下降，所述调节柱接触所述压电陶瓷时，停止所述滑动杆下降运动并获取所述水平仪的第二水平数据和所述力感应器的初始应力数据；

17、当所述调节柱接触所述压电陶瓷时，所述操作装置控制所述调节柱下降，并获取所述水平仪的第三水平数据、所述电容仪的长度数据、所述位移感应器的位移数据和所述力感应器的第二应力数据；

18、根据所述初始水平数据、所述第二水平数据、所述第三水平数据、所述初始应力数据、所述第二应力数据、所述位移数据和所述长度数据计算所述压电陶瓷的应力数值。

19、进一步的，根据所述初始水平数据、所述第二水平数据、所述第三水平数据、所述初始应力数据、所述第二应力数据、所述位移数据和所述长度数据计算所述压电陶瓷的应力数值时，包括：

20、根据所述初始水平数据、所述第二水平数据和所述第三水平数据计算水平因数；

21、根据所述初始应力数据和所述第二应力数据计算应力因数；

22、根据所述水平因数调整所述位移数据得出位移数值，根据所述位移数值、所述应力因数和所述长度数据确定所述应力数值。

23、进一步的，根据所述初始水平数据、所述第二水平数据和所述第三水平数据计算水平因数时，包括：

24、所述水平因数由下列公式得出：

25、；

26、其中，表示所述水平因数，表示所述初始水平数据，表示所述第二水平数据，表示所述第三水平数据。

27、进一步的，根据所述初始应力数据和所述第二应力数据计算应力因数时，包括：

28、所述应力因数由下列公式得出：

29、；

30、其中，表示所述应力因数，表示所述初始应力数据，表示所述第二应力数据。

31、进一步的，根据所述水平因数调整所述位移数据得出位移数值时，包括：

32、当所述位移数据等于零时，所述水平因数等于所述位移数值；

33、当所述位移数据不等于零时，根据所述水平因数调整所述位移数据，得出所述位移数值。

34、进一步的，当所述位移数据不等于零时，根据所述水平因数调整所述位移数据，得出位移数值时，包括：

35、采集多次初始水平数据、第二水平数据和第三水平数据，并计算其对应的水平因数，将获得的所述对应的水平因数进行聚合得到相近集合，在所述相近集合中提取水平因子，所述水平因子用于修正所述水平因数，得出最终水平因数，所述最终水平因数用于修正所述位移数据，得出所述位移数值。

36、进一步的，将获得的所述对应的水平因数进行聚合得到相近集合，在所述相近集合中提取水平因子，所述水平因子用于修正所述水平因数，得出最终水平因数，所述最终水平因数用于修正所述位移数据，得出所述位移数值时，包括：

37、将所述对应的水平因数作为待聚合数据集；

38、确定期望簇数量k为2，并初始化高斯分布的参数；

39、计算所述待聚合数据集中每一数据属于每个高斯分布的概率，获得责任值；

40、根据所述责任值获得与所述对应的水平因数的数据集，将所述数据集作为相近集合；

41、任意选取所述相近集合中的一个水平因数作为责任项，将所述相近集合中的全部水平因数取均值作为优化项，将所述责任项和所述优化项作比得出水平因子，所述水平因子和所述水平因数的乘积值为所述最终水平因数，所述最终水平因数和所述位移数据的乘积值为所述位移数值。

42、进一步的，根据所述位移数值、所述应力因数和所述长度数据确定所述应力数值时，包括；

43、所述应力数值由下列公式得出：

44、；

45、其中，表示所述应力数值，表示所述位移数值，表示所述长度数据，表示所述应力因数。

46、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：承重架与基座的垂直以及限位槽的轴对称布置增强了稳定性，有效减少了外部干扰而导致应力测量的偏移或误差，确保测量的可靠性和精度。通过滑动杆、调整装置和调整单元的协同工作，能够精确的调节位置，使得压电陶瓷与力感应器、位移感应器之间保持相对稳定，为应力测量提供了精准的控制，位移感应器、力感应器、水平仪和电容仪共同作用，通过综合测量多种数据，全面评估应力的情况，避免单一数据所带来的误差，并且，综合多种数据提高了测量结果的准确性。限位槽则便于承重架的固定与拆卸，降低了装置的安装时间，减少了人工操作的复杂程度，提高了对应力测量的及时性。