[其他]WS型系列電阻應變式位移傳感器

無效

• 申請號: 87208660
• 申請日: 1987-05-29
• 公開（公告）號: CN87208660U
• 公開（公告）日: 1988-08-17
• 發明（設計）人: 田錫燕
• 申請（專利權）人: 武漢水利電力學院
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01D5/16
• 代理公司: 武漢水利電力學院專利事務所
• 代理人: 師治琦,張火春

本發明屬于電阻應變測試技術領域，是一種用于測量位移的電阻應變式（全橋）位移傳感器。

目前，國內外常見的位移傳感器有差動變壓器式、直流電感式、電阻式、電阻應變式等類型的位移傳感器。

差動變壓器式、直流電感式位移傳感器具有較好的技術指標，而且觸反力小，不過在使用時測桿易歪斜，方向性差，位移可能失真。使用這類位移傳感器必須配備專用的二次儀表。實驗中遇到停電或其他故障時，無法補充實驗數據。其各種規格的產品，隨行程的增加傳感器的體積、重量明顯增大。

電阻式位移傳感器，如溧陽儀表廠生產的YHD型位移傳感器，電測精度為一般水平，能與電阻應變儀配套使用。其不足之處是觸反力過大，不宜用于做破壞性試驗；機測精度差，0.1毫米的位移量也難估計正確。

電阻應變測試技術領域內常用的電阻應變式位移傳感器有：懸臂梁式位移傳感器（圖1），其他梁式位移傳感器（圖2、3、4），彈簧組合式位移傳感器（圖5）。這些位移傳感器均具有與應變儀配套使用的優點。

懸臂梁式位移傳感器的基本原理是利用自由端的位移量與固定端的應變量的關系來實現的。由于自由端接受位移量過大將產生較大轉角和沿長方向的位移，使測點的聯桿偏斜，造成位移傳遞失真，所以只限于小行程范圍內使用。

彈簧組合式位移傳感器，在電測方面，主要原理是片簧（懸臂梁）和拉彈簧的聯合工作。其累積誤差直接影響電測精度。又因片簧和拉彈簧垂直，該系列傳感器隨行程規格加大而明顯增大體積和重量，靈巧性差。在機測方面，一般也只能估計到0.1毫米的最小讀數。

本發明的目的在于改進測試技術中的“頭腦發達，四肢不健”的不平衡現狀，開發現代化計算機控制的電測技術，以便適應進行各種工程結構和巖土工程等方面的現場監測和模型破壞性試驗的需要，力求設想、設計、研制一種位移傳感器，使它具有線性好、精度高、體積小、部件輕、方向正、觸反力小、機測和電測并用等優點。可以與7V系列數據集錄儀或任何電阻應變儀（如YJD－17型等）配套使用。在停電或電測系統發生故障時，可用機測補充數據，避免中斷甚至報廢試驗成果的影響，機測尚能起到監視電測是否正常工作的作用。

為了實現上述目的，已設計和研制成功WS－30型電阻應變式（全橋）位移傳感器（圖6）。圖6中：1.????外殼，2.????蓋板，3.????電氣線路引出裝置，4.????軸套，5.????片簧支座，6、片簧，7.????球點，8.????電阻片，9.????導軌，10.導針，11.????內測桿，12.外測桿，13.????測端，14.????游標，15.????掛鉤，16.????拉彈簧。

WS型系列電阻應變式（全橋）位移傳感器的工作原理主要由機械傳動結構、電測、機測三部分組成（詳見圖6）。

一、機械傳動結構

采用鋁合金外殼（圖6中1），外聯測桿軸套（4），殼體內壁設有導軌（9）、掛鉤（15），殼內的內測桿（11）與等厚變寬的懸臂梁結構片簧（6）平行布置，內測桿（11）的斜面與片簧（6）的自由端球點（7）預壓接觸，外測桿（12）與內測桿（11）聯成整體。當測量位移時，外測桿（12）的實際位移量通過內測桿（11）的斜面轉換為片簧球點（7）的微位移量，這一關鍵設計是本發明的技術核心。拉彈簧（16）掛在內測桿上的導針（10）和殼壁上的掛鉤（15）之間，使測桿（11、12）沿著導軌（9）和軸套（4）所限定的方向伸縮或復位。

二、電測

片簧固定端的上、下面各粘貼二枚電阻片（8）。受拉面與受壓面的兩對電阻應變片互為工作片和補償片。全橋電路通過導線（四線）引出殼體，與二次儀表連接使用。測桿的測頭（13）與位移中的被測物接觸，使測桿產生較大的位移量。通過內測桿（11）的斜面（變向導面）傳動片簧自由端的球點（7），使球點產生相應的微量位移，片簧接受微位移量后，通過電阻應變片的工作又轉換為應變量。以最佳的實際位移～應變直線性關系來保證測量精度。

三、機測

位移傳感器殼體內的內測桿（11）裝有游標尺（14），殼體上的蓋板（2）刻有毫米為最小單位的尺度，當測桿產生位移時，直接可以讀出位移量。機測尚能監視電測是否正常進行，或作為停電時備用。

以上述工作原理為基礎，能夠開發WS型系列電阻應變式位移傳感器。主要技術指標：

1.????行程????可形成系列規格。

2.????非線性????＜0.2％

3.????橋路電阻????120Ω

4.????輸入電壓????3V～5V