基于应变片的设备变形检测系统(作者：邓南化).pdfVIP

电气测量系统设计报告 ——基于应变片的设备变形检测系统 姓 名： 邓南化 学 号： 班 级： 所在学院： 自动化学院 电气测量系统设计 基于应变片的设备变形检测系统 一、 系统的测量原理 本系统采用应变式传感器对设备的机械变形进行检测。应变式传感器是由弹 性元件、变换元件（应变片），以及一些附件（补偿元件、保护罩等）组成的装 置。应变式传感器的变换元件多采用电阻丝式变换元件，能够将被测机械构件的 应变直接转换为电阻变化。一般都做成片状，通常又称为电阻应变片，或电阻应 变计，简称应变片。 在测量构件的应变时，直接将应变片粘贴在构件上，当构件受力产生变形时， 应变片和构件一起变形，即可从其输出端的电阻变化换算出构件的应变。 二、 传感器结构设计及安装 根据设备对变形的敏感性的高低安装传感器，一般原则是对变形敏感性高的 区域需一个或多个安装传感器，而对变形敏感性低的区域只安装一个或不安装传 感器。根据设备的不同，传感器的结构也不一样，一般情况采用表贴式即可，特 殊情况根据需要而定。 传感器 设备 载物台 三、 输入输出（变换）关系 输入与输出的关系在精度要求低的情况下是确定的，而关系式却因精度要求 不同而不同。对于精度有较高要求的系统，任何器件都不能近似线性，输入与输 出的关系式不能用线性函数表示；而对于没有高精度要求的系统，而输入与输出 有确定表达式的，则可使用相应的表达式。 基于应变片的设备变形检测系统 电气测量系统设计 当对系统有高精度要求时，可以采查表方法获取不同输入对应的输出值。这 方法省去了计算的过程，能通过检索直接得到结果。但有一重要问题是会消耗计 算机大量的存储空间。精度要求越高，所需要的存储空间越大。 当对系统精度要求不高时，可以采用函数表达式y f (x ) 来确定输入与输出 的关系。则可以通过输入值，便可求得输出值。这个方法有计算时间上的时序消 耗，且表达式越复杂，时序消耗越多。优点是基本不消耗存储空间，节约硬件资 源。 应变片的总电阻相对变化率公式为： R K  K  R x x y y K K 为应变片的主轴向录敏度系数； 为应变片的横向录敏度系数， 和 是 K K x y x y K R / R  在单向应变场中测得的，即 表示 时，敏感栅的 与 之比， 表  0 K x y x y 示 0 时，敏感栅的R / R 与 之比。而它们的比值H