[實(shí)用新型]傳感器及集成化應(yīng)變溫度傳感測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922170902.0
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN211291327U
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田昕;黃永安;甘海嘯;付濤;梁曉輝;溫茂萍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G01K7/02
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專利事務(wù)所 51213
• 代理人: 郭會

本實(shí)用新型公開了一種傳感器及集成化應(yīng)變溫度傳感測量系統(tǒng)，集應(yīng)變和溫度測量于一體，包括應(yīng)變傳感單元、連接引線、柔性基底及覆蓋層，應(yīng)變傳感單元及連接引線均貼附于柔性基底上，覆蓋層密封覆蓋在應(yīng)變傳感單元及連接引線上，所述連接引線與應(yīng)變傳感單元相連，連接引線包括第一引線、第二引線和第三引線，其中，第二引線和第三引線連接在應(yīng)變傳感單元的同一輸出端。本實(shí)用新型的傳感器第一引線、第二引線和第三引線組合形成三線制測量可以消除引線過長導(dǎo)致的線路電阻和線路應(yīng)變帶來的誤差，實(shí)現(xiàn)一方面測量溫度，另一方面利用測量的溫度對應(yīng)變測量時的溫度誤差進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)一步提高傳感器的測量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及應(yīng)變-溫度傳感測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種傳感器及集成化應(yīng)變溫度傳感測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在機(jī)械系統(tǒng)、航空領(lǐng)域等的健康監(jiān)測中，應(yīng)變和溫度是非常重要的兩個要素。例如機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中結(jié)構(gòu)件受力會產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)變可以監(jiān)測表現(xiàn)載荷，應(yīng)變過大會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件破裂；另一方面機(jī)械系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會受到外界溫度的影響，溫度的改變不僅影響機(jī)械系統(tǒng)的性能，溫度的失控會給系統(tǒng)帶來不可逆轉(zhuǎn)的影響。同時應(yīng)變傳感器的測量參數(shù)會隨著溫度的改變而改變。設(shè)計(jì)可以測量應(yīng)變和溫度兩個參數(shù)傳感器并且通過溫度對應(yīng)變進(jìn)行修正具有重要的意義。

要完成對機(jī)械系統(tǒng)、航空航天等系統(tǒng)的健康監(jiān)控任務(wù)，在保證測量精度的前提下，還要求傳感器具有高可靠性、小體積、小質(zhì)量等特性。然而，目前的應(yīng)變和溫度傳感器，大多是制作在非柔性基底上，這樣的傳感器對于機(jī)械系統(tǒng)曲面無法完全貼合，會導(dǎo)致測量誤差。此外，目前的傳感器主要還是單獨(dú)測一個參數(shù)，而沒有將兩個參數(shù)結(jié)合起來，這導(dǎo)致了兩個測量量相互影響，精度下降，而且同時布置兩種傳感器導(dǎo)致引線過多過亂，占用空間。現(xiàn)在雖然出現(xiàn)了基于光纖的溫度和應(yīng)變同時測量傳感器，但光纖機(jī)械強(qiáng)度差、彎曲靈活性不如金屬強(qiáng)，不是很適合所描述的工況。更重要的是，傳統(tǒng)應(yīng)變傳感器應(yīng)用于機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)檢測時，易受引線電阻和溫度影響，測量結(jié)果精確性需要進(jìn)一步提高。

綜上所述，研究具有柔性基底、小尺寸、高集成度的薄膜式應(yīng)變-溫度傳感器測量系統(tǒng)在機(jī)械系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域?qū)⒕哂锌茖W(xué)研究與實(shí)際應(yīng)用的雙重價(jià)值。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服上述背景技術(shù)中不足，提供一種傳感器及集成化應(yīng)變溫度傳感測量系統(tǒng)，通過本實(shí)用新型的集成化應(yīng)變溫度傳感測量系統(tǒng)既能實(shí)現(xiàn)對應(yīng)變和溫度的感知，又能夠?qū)?yīng)變的引線電阻和溫漂進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)高精度應(yīng)變測量和溫度測量。

為了達(dá)到上述的技術(shù)效果，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：

一種傳感器，集應(yīng)變和溫度測量于一體，包括應(yīng)變傳感單元、連接引線、柔性基底及覆蓋層，應(yīng)變傳感單元及連接引線均貼附于柔性基底上，覆蓋層密封覆蓋在應(yīng)變傳感單元及連接引線上，所述連接引線與應(yīng)變傳感單元相連，連接引線包括第一引線、第二引線和第三引線，其中，第二引線和第三引線連接在應(yīng)變傳感單元的同一輸出端；

在本實(shí)用新型的傳感器中，第一引線、第二引線和第三引線組合形成三線制測量可以消除引線過長導(dǎo)致的線路電阻和線路應(yīng)變帶來的誤差，其中，第二引線和第三引線則可以組成熱電偶，一方面測量溫度，另一方面利用測量的溫度對應(yīng)變測量時的溫度誤差進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)一步提高傳感器的測量精度。

進(jìn)一步地，第二引線、應(yīng)變傳感單元由康銅制成，所述第一引線、第三引線由銅制成，所述柔性基底由聚酰亞胺制成，所述覆蓋層由聚對二甲苯制成，從而使得傳感器具備較好的柔性可彎折性能，能夠貼附在曲面構(gòu)件上測量。