1、應(yīng)變式傳感器應(yīng)用案例

應(yīng)變式傳感器應(yīng)用案例

應(yīng)變式傳感器屬于物理傳感器的范疇，可以測(cè)量材料在外力作用下的應(yīng)變變化。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)變式傳感器可以被廣泛地應(yīng)用于力學(xué)、材料科學(xué)、土木工程、化工、環(huán)保等行業(yè)，以實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)力和變形量的測(cè)量。以下是應(yīng)變式傳感器應(yīng)用的一些案例。

橋梁應(yīng)變監(jiān)測(cè)

橋梁作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，需要承受大量的荷載和自然環(huán)境的影響。為了保障橋梁的安全性，必須對(duì)其進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)。應(yīng)變式傳感器可用于測(cè)量橋梁的應(yīng)變變化，實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)。以北京懷柔長(zhǎng)城橋?yàn)槔摌蚴褂脩?yīng)變式傳感器進(jìn)行應(yīng)變監(jiān)測(cè)，在橋梁疲勞檢測(cè)和健康評(píng)估方面取得了顯著成效。

電力行業(yè)應(yīng)用

應(yīng)變式傳感器也可以應(yīng)用于電力行業(yè)中，用于測(cè)量電力變壓器、發(fā)電機(jī)、電纜等設(shè)備的應(yīng)變值，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷。例如，山東某發(fā)電廠的機(jī)組葉輪裝有應(yīng)變式傳感器，可實(shí)時(shí)測(cè)量葉輪運(yùn)行狀態(tài)，掌握機(jī)組運(yùn)行情況，確保電力生產(chǎn)的穩(wěn)定。

管道應(yīng)力監(jiān)測(cè)

在石油化工行業(yè)，傳輸管道可以是數(shù)公里長(zhǎng)，需要承受巨大的內(nèi)部壓力和溫度變化，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中和加速腐蝕等問(wèn)題。為了確保管道的安全穩(wěn)定，應(yīng)變式傳感器可以被用來(lái)測(cè)量管道的應(yīng)力，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道的變化。例如，某油氣管道系統(tǒng)的主管道安裝有應(yīng)變式傳感器，能夠?qū)艿赖膽?yīng)力變化進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，提高了管道維護(hù)和故障預(yù)測(cè)的能力。

航空航天領(lǐng)域應(yīng)用

在航空航天領(lǐng)域，應(yīng)變式傳感器也具有重要應(yīng)用價(jià)值。以航空航天材料的應(yīng)力分析為例，應(yīng)變式傳感器可以被應(yīng)用于測(cè)量各種材料在高速飛行過(guò)程中的應(yīng)變情況，來(lái)確保材料在強(qiáng)烈的震動(dòng)和環(huán)境變化中的穩(wěn)定性，保證航空器系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。同時(shí)，應(yīng)變式傳感器還可用于船舶、火箭等載具材料的疲勞壽命測(cè)量。

結(jié)語(yǔ)

總之，應(yīng)變式傳感器是一種在工程領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的傳感器，其應(yīng)用范圍十分廣泛。無(wú)論是橋梁的應(yīng)變監(jiān)測(cè)，還是油氣管道的應(yīng)力監(jiān)測(cè)，都離不開(kāi)該傳感器的應(yīng)用。不過(guò)需要注意的是，應(yīng)變式傳感器在使用過(guò)程中需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和物理環(huán)境條件進(jìn)行調(diào)整和校準(zhǔn)，以獲得更準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。

2、應(yīng)變式傳感器的主要用途

應(yīng)變式傳感器主要通過(guò)應(yīng)變電阻將力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，最終實(shí)現(xiàn)測(cè)力的功能。廣泛應(yīng)用于工商業(yè)衡器（如汽車(chē)衡、臺(tái)秤、案秤等）、工業(yè)過(guò)程控制和其它需要進(jìn)行力測(cè)量的行業(yè)。

目前國(guó)外有HBM、MT等品牌，國(guó)內(nèi)主要以中航電測(cè)（ZEMIC）等生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)為主。

3、電阻應(yīng)變式傳感器在工程上的應(yīng)用有哪些

把電阻做成貼片，四片相同阻值的貼片分別兩橫兩豎地，貼在幾何尺寸均勻的金屬?gòu)椥泽w的表面上，它們組成一個(gè)全橋式測(cè)量電路，電橋的輸入端接上恒定的直流電源，輸出端就是金屬體受力時(shí)的輸出信號(hào)了。這種橋式測(cè)量電路，可以靈敏地測(cè)量極微小的電阻變化。當(dāng)物體放于秤盤(pán)上，彈性體受物體重力的作用，彈性體便產(chǎn)生彈性形變，粘在其表面的電阻應(yīng)變片隨其同步地變形，因而改變了它們的電阻值，電阻應(yīng)變片的長(zhǎng)度l，截面積s，電阻率p均隨之發(fā)生變化。由于電阻應(yīng)變片組成的橋式電路是平衡的，電阻應(yīng)變片的電阻變化會(huì)引起電橋的不平衡，從而輸出電壓信號(hào)，該信號(hào)與物體的質(zhì)量m成正比。通過(guò)彈性元件，電阻應(yīng)變片和測(cè)量電路從而實(shí)現(xiàn)了電信號(hào)間的線性轉(zhuǎn)變。該信號(hào)經(jīng)放大電路放大輸出到a/d轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號(hào)輸出到cpu運(yùn)算控制。cpu不斷掃描鍵盤(pán)和各種功能開(kāi)關(guān)，根據(jù)鍵盤(pán)命令以及程序?qū)⑦@種結(jié)果輸出到顯示器，直至顯示這種結(jié)果。

4、什么是應(yīng)變式扭矩傳感器，工作原理怎么樣？能用在哪些地方

將專(zhuān)用的測(cè)扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測(cè)彈性軸上，并組成應(yīng)變橋，若向應(yīng)變橋提供工作電源即可測(cè)試該彈性軸受扭的電信號(hào)。這就是應(yīng)變式扭矩傳感器

但是在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)中，最棘手的問(wèn)題是旋轉(zhuǎn)體上的應(yīng)變橋的橋壓輸入及檢測(cè)到的應(yīng)變信號(hào)輸出如何可靠地在旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分之間傳遞，通常的做法是用導(dǎo)電滑環(huán)來(lái)完成。

由于導(dǎo)電滑環(huán)屬于磨擦接觸，

因此不可避免地存在著磨損并發(fā)熱，因而限制了旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速及導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。及由于接觸不可靠引起信號(hào)波動(dòng)，因而造成測(cè)量誤差大甚至測(cè)量不成功。為了克服導(dǎo)電滑環(huán)的缺陷，另一個(gè)辦法就是采用無(wú)線電遙測(cè)的方法

:將扭矩應(yīng)變信號(hào)在旋轉(zhuǎn)軸上放大并進(jìn)行V/F轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，通過(guò)載波調(diào)制用無(wú)線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上發(fā)射至軸外，再用無(wú)線電接收的方法，就可以得到旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號(hào)。

旋轉(zhuǎn)軸上的能源供應(yīng)是固定在旋轉(zhuǎn)軸上的電池。該方法即為遙測(cè)扭矩儀。遙測(cè)扭矩儀成功之處在于克服了電滑環(huán)的兩項(xiàng)缺陷，但也存在著三個(gè)不足之處，其一：易受使用現(xiàn)場(chǎng)電磁波的干擾；其二：由于是電池供電，所以只能短期使用。其三：由于在旋轉(zhuǎn)軸上附加了結(jié)構(gòu)，易引起高轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)平衡問(wèn)題。在小量程及小直徑軸時(shí)更突出。數(shù)字式扭矩傳感器吸取了上述各種方法的優(yōu)點(diǎn)并克服了其缺陷，在應(yīng)變傳感器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩組旋轉(zhuǎn)變壓器，實(shí)現(xiàn)了能源及信號(hào)的非接觸傳遞。并做到了扭矩信號(hào)的傳遞與是否旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，與轉(zhuǎn)速大小無(wú)關(guān)，與旋轉(zhuǎn)方向無(wú)關(guān)