WBD型百分表式电阻应变位移传感器
应力应变测量 PPT课件
第一节 电阻应变片
(4)半导体应变片
半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。 所谓压阻效应是指单晶半导体材料在沿某一轴向受到外 力作用时， 其电阻率ρ发生变化的现象。
从半导体物理可知，半导体在压力、 温度及光辐射作用下，能使其电阻率ρ 发生很大变化。实现温度来自偿的条件为tt
K0
(g
s )t
0
当被测试件的线膨胀系数βg已知时，通过选择敏感栅材料， 使下式成立
K0(g s )
即可达到温度自补偿的目的。
优点：容易加工，成本低， 缺点：只适用特定试件材料，温度补偿范围也较窄。
第二节 应变片的主要特性
b. 双金属敏感栅自补偿应变片
敏感栅丝由两种不同温度系数的金属丝串接组成
1、弯矩M的测量 测弯矩的贴片与接桥如右图所示，R1=R2=R，电阻增量△R0：
R0 R1 R2 KR1( P M ) KR2 ( P M ) 2KR M
相对电阻的增量为：
R0 R0
2KR M
R
2K M
仪器的应变读数为：
ˆ
R0 / R0 Kˆ
2 M
M
EW M
EW
ˆM
2
(取Kˆ K )
BK-2S称重传感器
产品详细介绍 采用国际流行的双梁式或剪切S梁结构，拉 、压输出对称性好、 测量精度高、结构紧凑，安装方便，广泛用 于机电结合秤、料斗秤、包装秤等各种测力 、称重系统中 供桥电压 12VDC 输入阻抗 380±20Ω 输出阻抗 350±10Ω 绝缘电阻 ≥2000MΩ 工作温度 -10~+50℃
dR (1 2)
R
位移传感器课件
L
1
07(H)
l
• 铁芯随被测物体一起移动，导致线圈电感量发生
变化。其检测位移量可从数毫米到数百毫米。缺点
是灵敏度低。
•位移传感器
• 变气隙式自感式传感器的结构原理图 • （a） 单边式； （b） 差动式
•位移传感器
•
变气隙截面式电感传感器
•位移传感器
差动传感器
• 初级线圈L1加交流励磁电压Uin，次级线圈上由于电
• （1） 导体厚度的选择：采用透射法测厚度时，应 使导体的厚度小于轴向贯穿深度。
• （2） 励磁电源频率的选择： 导体材料确定之后， 可以通过改变励磁电源频率来改变轴向贯穿深度。 电阻率大的材料应选用较高的励磁频率， 电阻率 小的材料应选用较低的励磁频率
•位移传感器
电涡流的径向形成范围
• 线圈电流所产生的磁场不能涉及到无限大的范围， 电涡流密度也 有一定的径向形成范围。在线圈轴线附近， 电涡流的密度非常小， 愈靠近线圈的外径处， 电涡流的密度愈大，在等于线圈外径1.8 倍处，电涡流密度将衰减到最大值的5％。为了充分利用涡流效 应，被测金属导体的横向尺寸应大于线圈外径的1.8倍； 对圆柱 形被测物体，其直径应大于线圈外径的3.5倍。
分辨力， 接触电阻很小， 耐热性好， 满负荷达70℃。 与线绕电位器
相比， 它的分布电容和分布电感很小， 特别适合在高频条件下使用。
它的噪声仅高于线绕电位器。金属电位器的缺点是耐磨性较差， 阻值
范围窄，一般在10～100 Ω。 由于这些缺点， 限制了它的使用范围。
•位移传感器
导电塑料电位器
• 导电塑料电位器又称实心电位器， 这种电位器的电阻是由塑料粉 及导电材料的粉料经塑压而成的。 导电塑料电位器的耐磨性很好， 使用寿命较长， 允许电刷的接触压力很大， 在振动、 冲击等恶 劣环境下仍能可靠工作。 此外， 它的分辨率较高， 线性度较好， 阻值范围大， 能承受较大的功率。 导电塑料电位器的缺点是阻 值易受湿度影响， 故精度不易做得很高。 导电塑料电位器的标 准阻值有1 kΩ、2 kΩ、5 kΩ和10 kΩ， 线性度为0.1%和0.2%。
位移传感器的使用方法详解
位移传感器的使用方法详解直线位移传感器也叫电子尺实际上就是一个滑动变阻器，那么直线位移传感器在使用时应注意哪些事项呢?首先电子尺是作为分压器使用，以相对电压来显示所测量位置的实际位置。
因此，就对这个装置(电子尺)提出了几点要求：不能接错电子尺的三条线，1#、3#线是电源线，2#是输出线除1#、3#线电源线可以调换外，2#线只能是输出线。
上述线一旦接错，将出现线性误差大，控制精度差，容易显示跳动等现象。
如果出现控制非常困难，就应该怀疑是接错线。
安装对中性要好，角度容许±12°误差，平行度偏差容许±0.5mm，是指某一误差，如果角度误差和平行度误差都偏大，就会导致显示数字跳动。
在这种情况下，一般可以用万用表的电压档测出电压的波动。
一定要作角度和平行度的调整。
请特别注意：在现场将电子尺的铝合金支架更换成不锈钢支架后，同时应将拉杆牵引安装位升高2 Mm。
否则，接地问题解决了，又形成了不对中的问题，必须同时解决。
供电电源要有足够的容量，如果电源容量太小，容易发生如下情况：合模运动会导致射胶电子尺显示跳动，或熔胶运动会导致合模电子尺的显示波动。
特别是电磁阀驱动电源于电子尺供电电源在一起时容易出现上述情况，严重时可以用万用表的电压档测量到电压的波动。
如果在排除了静电干扰、高频干扰、对中性不好的情况下仍不能解决问题，也可以怀疑是电源的功率偏小。
对于使用时间很久的电子尺，由于前期产品无密封，可能有很多杂质，并有油、水混合物，影响电刷的接触电阻，导致显示数字跳动，可以认为是电子尺本身的早期损坏。
电子尺显示故障的处理简单。
设备上只要一只数字式万用表，一段电线即可，只要综合分析，判断问题和解决问题不是困难。
应力应变测量
10倍的镀银丝短接而构成。优点：克服了回线式应 变片的横向效应。
缺点：由于焊点多，在冲击、振动试验条件下， 易在焊接点处出现疲劳破坏。
（2）箔式应变片 利用照相制版或光刻腐蚀的方法，将电阻箔材
在绝缘基底下制成各种图形而成。
主要优点是：
①制造技术能保证敏感栅尺寸正确、线条均匀，可 制成任意形状以适应不同的测量要求；
BK-2S称重传感器
产品详细介绍 采用国际流行的双梁式或剪切S梁结构，拉 、压输出对称性好、 测量精度高、结构紧凑，安装方便，广泛用 于机电结合秤、料斗秤、包装秤等各种测力 、称重系统中 供桥电压 12VDC 输入阻抗 380±20Ω 输出阻抗 350±10Ω 绝缘电阻 ≥2000MΩ 工作温度 -10~+50℃
具有温度补偿功能
第五节 电阻应变片的应用 2、拉力P的测量
R0 R1' R1'' KR1'(P M ) KR1'' (P M ) 2KRP
R0 R0
2KR P
2R
K P
ˆ
R0 / R0 K
P
P PEA
温度补偿需在补偿板上另贴两 片月R2’、R2”串联组成补第一节 电阻应变片
金属箔式应变片则是用栅状金属箔片代替栅状金属丝。金属 箔栅系用光刻技术制造，适于大批量生产。其线条均匀，尺 寸准确，阻值一致性好。箔片厚约1—10μm，散热好，粘 结情况好，传递试件应变性能好。因此目前使用的多系金属 箔式应变片。
电阻应变计(片)
（1）直径为0.003mm~0.01mm的合金丝绕成栅状制成的 丝绕式电阻应变计； （2）箔材经光刻腐蚀工艺制成的栅状箔式电阻应变计。
机电百分表使用说明
机电百分表使用说明一、简介百分表是一种常用的电子测量仪器，主要由测头、量杆、防震弹簧、齿条、齿轮、游丝、圆表盘及指针等组成。
用户使用报分表过程中需要注意的问题较多，今天小编就来具体介绍一下报分表使用注意事项，希望可以帮助到大家。
百分表式电阻应变位移传感器又名机电百分表，honart WBD30/50/100。
在常用的机械百分表内部装置一套电测元件，能将机械位移转换成电量输出，这样它能作机械百分表使用（机测），同时又起传感作用（电测）。
机测、电测数据相互对比校核，并能单独应用，不影响各自工作性能。
它即实现了机械百分表的遥测，并为多点位移测量的数据自动采集创造了条件，大减轻操作工作人员的劳动强度，提高了工作效率。
百分表式电阻应变位移传感器是由豪纳特提供的，具有精度高、体积小、使用方便等特点，它可广泛应用于土木建筑、水利水电、铁道桥梁、航天航空、造船工业、矿山以及机械工程等建设和教学、科研测试之用。
二、技术参数1 .测精度一级（国家标准）2. 最小分辨系数1uε：0.01mm3 .机电量转换系数100uε/1mm4. 零点温度飘（F.S）<0.05%/℃5 .时间飘移8h/F.S <0.5%6. 绝缘电阻>500MΩ7. 工作温度-5℃--45℃8 .量程 0-50mm9 .相对湿度<90%10 .桥路电阻120Ω11. 最大供桥电压5V12. 接桥方式：全桥13. 仪器灵敏系数214. 测试引线20cm15 .全量程输出5000uε16 .电测综合误差系数≤±10uε接线（动态位移测试，要求不超过20Hz）A-黑B-绿C-黄D-粉红静态测试：电压不超过AC6V，接线方式一样。
三、用途常用于形状和位置误差以及小位移的长度测量。
分度值为0.01mm,测量范围为0-3、0-5、0-10mm。
三、组成及原理四、百分表的工作原理百分表的工作原理,是将被测尺寸引起的测杆微小直线移动,经过齿轮传动放大,变为指计在刻度盘上的转动,从而读出被测尺寸的大小。
位移传感器 大学物理实验
实验三十七 位移传感器实验实验目的1. 了解电容式传感器结构及其特点。
2. 了解霍尔效应及其霍尔位移传感器工作原理。
实验原理关于传感器的初步介绍请参见“应变片传感器”的相关内容。
位移传感器的功能在于把机械位移量转换成电信号。
根据不同的物理现象（或物理过程），可以设计不同类型的位移传感器。
本实验首先研究电容位移传感器，在研究与拓展部分再讨论霍尔位移传感器。
1. 电容式传感器基本原理电容式传感器是指能将被测物理量的变化转换为电容量变化的一种传感器。
它实质上是具有一个可变参数的电容器。
利用平板电容器原理：0r SS C ddεεε==（1）式中，S 为极板面积，d 为极板间距离， 为真空介电常数， 为介质相对介电常数。
可以看出：当被测物理量使S 、d 或 发生变化时，电容量C 随之发生改变。
如果保持其中两个参数不变而仅改变另一参数，就可以将该参数的变化单值地转换为电容量的变化。
所以电容传感器可以分为三种类型：改变极间距离的变间隙式，改变极板面积的变面积式和改变介电常数的变介电常数式。
本实验采用变面积式电容传感器。
变面积式电容传感器中，平板结构对极距特别敏感且边缘效应明显，测量精度容易受到影响，而圆柱形结构受极板间径向变化的影响很小，边缘效应很小，且理论上具有更好的线性关系（但实际由于边缘效应的影响，会引起极板间的电场分布不均，导致非线性问题仍然存在，且灵敏度下降，但比变极距型好得多），因而成为实际工作中最常用的结构，如图1所示。
两只圆柱形电容器C 1、C 2共享一个内圆柱极板，当内极板随被测物体移动时，两只电容器C 1、C 2内外极板的有效面积一只增大，一只减小，将三个极板用导线引出，形成差动电容输出；通过处理电路将差动电容的变化转换成电压变化，进行测量，就可以计算内极板的移动距离。
根据圆柱形电容器计算公式，线位移单组式的电容量C 在忽略边缘效应时为：212ln(/)l C r r πε=（2） 式中l ——外圆筒与内圆柱覆盖部分的长度；r 2、r 1——外圆筒内半径和内圆柱外半径。
位移传感器型式试验方法
位移传感器型式试验方法
位移传感器的型式试验方法主要包括以下几个步骤：
1. 检查传感器外观：确保传感器外观完好无损，没有明显的机械损伤或损坏。
2. 性能测试：在不通电的情况下，使电位器手柄在0~60间移动（可观察参考刻度尺），并使用万用表测量A点对地的阻值（不开电源），此阻值应在0-10 KΩ间随位移量的变化而线性变化。
3. 电源测试：开通电源，移动电位器手柄在0刻度位置，使用万用表测量测
A、B两点与接地端的电压值。
然后移动电位器手柄在最大刻度60mm位置，再次使用万用表测量测A、B两点与接地端的电压值。
4. 刻度尺测试：参考刻度尺移动电位器手柄到其他位置，测量测A两点与
接地端的电压值，并填入表格中。
5. 特性曲线绘制：将测量得到的电压值与位移的关系绘制成曲线，以分析位移传感器的特性。
6. 数据分析：根据测量结果和曲线分析，评估位移传感器的性能。
7. 误差分析：分析位移传感器的误差来源，如温度、湿度、压力等环境因素对传感器性能的影响。
8. 安全性能测试：检查位移传感器是否符合安全标准，如防爆、防水等。
9. 寿命测试：对位移传感器进行寿命测试，以评估其在长时间使用下的性能表现。
10. 综合评估：综合考虑以上测试结果，对位移传感器的性能进行综合评估，并给出建议。
以上是位移传感器型式试验的基本步骤，具体操作可能因传感器类型和规格而有所不同。
在进行型式试验时，应遵循相关标准和规范，以确保测试结果的准确性和可靠性。
电阻式位移传感器
电阻式位移传感器的结构原理
电位计是一种常用的机电元件，通常，它由骨架 电阻原元件及电刷等零 电阻元件的运动可以是 直线运动 转动或螺旋运动，因而可以将 直线位移转角等机械量转换成电阻变化， 由于R=ρL/s可知，改变任意参数都 可使电阻值发生变化，后经转换测量电 路，将电阻变化转变成电压或电流的变 化，进而反应位移的变化量。
电阻式位移传感器
测量线位移的传感器： 测量角位移的传感器：
电阻式位移传感器的特点
优点：结构简单 输出信号大 性能稳定 容易实现任意函数关系。 缺点：要求输入能量大 电刷与电阻元 件之间有干摩擦 容易磨损 产生噪声干扰。
电阻式位移传感器电阻式位移传感器的结构原理电位计是一种常用的机电元件通常它由骨架电阻原元件及电刷等零件组成电位计结构原理电刷相对于电阻元件的运动可以是直线运动转动或螺旋运动因而可以将直线位移转角等机械量转换成电阻变化由于rls可知改变任意参数都可使电阻值发生变化后经转换测量电路将电阻变化转变成电压或电流的变化进而反应位移的变化量
机械位移测量
R4
半桥差动电路
第七章 机械位移测量
3）并联电阻RM 并联电阻R
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4）限制电位器的工作范围 负载误差： ≠∞的电位器输出特性曲线与空载特性曲线之 负载误差：RL≠∞的电位器输出特性曲线与空载特性曲线之 通过求负载误差的极值可知在r= R/3附近，负载误差最大。 r=2 差。通过求负载误差的极值可知在r=2R/3附近，负载误差最大。
光电导体 基体 电阻薄膜
导电带 窄光束
优点： 完全没有摩擦、 磨损， ★ 优点 ： 完全没有摩擦 、 磨损 ， 不会对仪表系统附加任何力 或力矩，提高了仪表精度、寿命、可靠性，且分辨率也很高。 或力矩，提高了仪表精度、寿命、可靠性，且分辨率也很高。 缺点： 输出阻抗较高， 需要匹配高输入阻抗放大器。 ★ 缺点 ： 输出阻抗较高 ， 需要匹配高输入阻抗放大器 。 因为 需要光源和光路系统，体积、重量增大，结构复杂，同时， 需要光源和光路系统，体积、重量增大，结构复杂，同时，线 性度不易做的很高。 性度不易做的很高。
第七章 机械位移测量
U0 = Ui RL Rx RL + Rx
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二、电位器式位移传感器的负载特性及非线性误差
Rx RL + (R − Rx ) RL + Rx U i Rx RL = 2 RL R + Rx R − Rx
设
r = Rx R 电阻的相对变化率
K L = RL R 电位器负载系数
= XR X X 1+ R − R KL KL
2
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=
Rx 2 Rx Rx R+R − RL RL
→∞， 之间才为线性， 当 KL→∞ ， Y 与 r 之间才为线性 ， 即空载情况下， 输出电压U0 才与 即空载情况下 ， 输出电压 U 机械位移x成线性关系。 机械位移 x 成线性关系 。 KL 越小非 线性越严重。 线性越严重。 如何减小负载RL所造成的误差？ 如何减小负载R 所造成的误差？ 如果是计算机辅助测量系统， ★ 如果是计算机辅助测量系统 ， 可 以在标定过程中采用软件校正的方 法补偿负载等造成的非线性误差。 法补偿负载等造成的非线性误差。
位移传感器
一文读懂位移传感器人们以经典电磁学为理论基础,把不便于定量检测和处理的位移、位置、液位、尺寸、流量、速度、振动等物理量转换为易于定量检测、便于作信息传输与处理的电学量。
这就是在生产生活中被广泛应用的位移传感器。
位移传感器位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。
位移是和物体的位置在运动过程中移动有关的量，位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的。
小位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、涡流式、霍尔传感器来检测，大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。
其中光栅传感器因具有易实现数字化、精度高（目前分辨率最高的可达到纳米级）、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点，在机床加工、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。
位移传感器的分类及原理按工作原理分：电位器式位移传感器它通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。
普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。
但是，为实现测量位移目的而设计的电位器，要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。
电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。
物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。
阻值的变化量反映了位移的量值，阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。
通常在电位器上通以电源电压，以把电阻变化转换为电压输出。
线绕式电位器由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯而变化，其输出特性亦呈阶梯形。
如果这种位移传感器在伺服系统中用作位移反馈元件，则过大的阶跃电压会引起系统振荡。
因此在电位器的制作中应尽量减小每匝的电阻值。
电位器式传感器的另一个主要缺点是易磨损。
它的优点是：结构简单，输出信号大，使用方便，价格低廉。
磁致伸缩位移传感器磁致伸缩位移传感器，通过内部非接触式的测控技术精确地检测活动磁环的绝对位置来测量被检测产品的实际位移值的。
是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。
21应变式传感器d
电阻值R大
可以加大应变片可承受的电压， 输出信号大，
敏感栅尺寸也增大
2.2.1 静态特性
当施加于应变计上的应变不随时间变化或 变化缓慢时，应变计的输出特性。
1、灵敏系数(K)
R R
K
x
式中εx为应变计轴向应变
εy
当被测试件的线膨胀系数βs已知时，通过选择敏感栅材 料， 使下式成立
t K(st)
即可达到温度自补偿的目的。 优点：容易加工，成本低， 缺点：只适用特定试件材料，温度补偿范围也较窄。
(2) 双丝自补偿应变计
敏感栅丝由两种不同符号温度系数(一正一负)的金属丝串接组成 使温度变化时产生的电阻变化满足下式即可：
该法的优点是通过调节Rb的值，不仅可以使热补偿 达到最佳状态，而且适应于不同线膨胀系数的试件。
缺点是对Rb的精度要求高，且补偿栅起着抵消工作 栅有效应变的作用，使输出灵敏度下降。
(2) 补偿块法 (Rb不感受应变,只感受温度)
R1
Rb
U0
R3
R4
U
F
R1
F
Rb
U 0A (R 1 R 4R B R 3)
将（2-6）代入（2-3），得到：
R R
[(12)
E]
Ks
Ks为半导体材料的应敏变系灵数
综合(2-5)、(2-6)式得到导电丝材料的应变电阻效应为：
R RK0,
K0为导电丝材料 敏 的 系 应 数 变
对于金属K 材0 料 Km， (12)C(12) 一般由受力后何 金尺 属寸 丝变 几化所 12致 ） 的 1.6;（ 由电阻率随应的 变部 而分 变C为 (化 1： 2)0.4
2011 第七章 机械位移测量
第七章 机械位移测量 一、基本结构型式
线圈 铁芯
青岛大学机电工程学院
★ 变气隙式、变面积式、螺管式三种基本结构型式。
铁芯
线圈 衔铁 线圈 铁芯
衔铁
螺管式 变气隙式 变面积式
★ 基本结构型式的不足：1）由于线圈中流过负载的电流不 等于零，存在起始电流，非线性较大，且有电磁吸力 作用于活动衔铁。2）易受外界干扰，如电源电压和 频率的波动、温度变化等都将使输出产生误差。 ★ 不适于精密测量，只用于一些继电信号装置。
U0 Ui Rx RL (R Rx ) RL Rx U i Rx RL 2 RL R Rx R Rx RL Rx RL Rx
青岛大学机电工程学院
二、电位器式位移传感器的负载特性及非线性误差
r Rx R 电阻的相对变化率
K L RL R 电位器负载系数
设
X R x L 电刷的相对行程
3）并联电阻RM
青岛大学机电工程学院
4）限制电位器的工作范围 负载误差：RL≠∞的电位器输出特性曲线与空载特性曲线之 差。通过求负载误差的极值可知在r=2R/3附近，负载误差最大。
第七章 机械位移测量
青岛大学机电工程学院
为避免产生最大负载误差，最简单的做法就是限制电位器的 工作范围，使之不超过2L0/3。此外，为了不浪费电位器1/3的 资源，可以用一个电阻R0=R/2来代替电位器被限制使用的部分。 为保持原来的灵敏度，可提高工作电压。
衔铁位于 中间位置
衔铁 上移 衔铁下移
青岛大学机电工程学院 次级线圈 衔铁
e1=e2
e1>e2 e2>e1 输出U0=e1-e2 输出U0=e1-e2 相位互差1800
初级线圈
电阻应变传感器测量系统在数控车床切削力测量中的应用
电阻应变传感器测量系统在数控车床切削力测量中的应用王德杰【摘要】介绍了应用电阻应变传感器测量数控车床切削力,利用单片机对测量数据进行处理的方法,重点阐述了实现数控车床切削力数据自动采集、数据变换及数据处理的方法.【期刊名称】《中国重型装备》【年(卷),期】2006(000)004【总页数】3页(P30-32)【关键词】电阻应变传感器;单片机;测量电桥;标度变换【作者】王德杰【作者单位】潍坊学院信控系,山东261061【正文语种】中文【中图分类】TP2121 引言在数控车床的加工过程中，通过对切削力的测量可以分析与研究数控车床各零部件、机构的受力情况和工作状态，验证设计和计算结果的正确性，确定整机工作过程中的负载分布，这对保证数控机床安全可靠地运行，实现数控机床自动加工、自动检测、自动控制和切削力过载报警与保护等都具有十分重要的作用。
2 切削力测量系统硬件结构测量系统硬件原理框图如图1所示。
该测量系统主要由电阻应变片测力传感器、信号放大器、多路开关、A/D转换器、单片机和显示装置组成。
系统由电阻应变片对切削力进行连续自动检测，对数据进行转换后，以AT89C51单片机为控制核心进行集中控制，外围电路针对单片机的功能特点而设计而成。
充分利用了AT89C51单片机片内资源丰富的特点，简化了外围电路，提高了可靠性。
2.1 测力传感器测力仪中最常用的传感器是电阻应变传感器，由电阻应变片和测量转换电路组成，电阻应变片就是将被测量的力通过它产生的金属弹性变形形转化为电阻值变化的敏感元件，测量时将应变片粘贴到弹性金属的受力部位上，通过测量电路使应变片上的应变与被测量的力成比例，从而实现对力的检测。
图1 系统硬件原理框图Figure.1 The principle block diagram of the system hardware为了便于测量和研究数控车床切削力，适应生产中设计和使用数控机床和刀具的需要，一般都把总切削力Fr分解成三个互相垂直方向的力，即Fz、Fy、Fx三个分力来测量分析。
用应变计检测位移
用应变计检测位移
郑动宇
【期刊名称】《国外传感技术》
【年(卷),期】2000(010)006
【总页数】3页(P221-223)
【作者】郑动宇
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TP212
【相关文献】
1.用应变计在低温下测量应变和位移 [J], 山浦羲郎;尹福炎
2.中航电测AOI自动光学识别设备实现应变计检测的革命性变革 [J], 王小妮;路新科
3.基于AOI的电阻应变计检测系统 [J], 路新科
4.三轴应变计—测量圆周位移的一种新方法 [J], Nowak.,A;关伟沂
5.基于应变计的梁式桥位移响应测试方法 [J], 宋彦君;刘寒冰;谭国金;王龙林
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项目
技术指标
1 机测精度
一级（国家标准） 8 相对湿度
<90%
2 最小分辨系数 1uε：0.01mm 9 桥路电阻
120Ω
3 机电量转换系数 100uε/1mm
10 最大供桥电压
5V
4 零点温度飘（F.S）<0.05%/℃
11 接桥方式
半桥、全桥
5 时间飘移 8h/F.S <0.5%
12 仪器灵敏系数
3.主要技术指标
规格：
规格 WBD－10 WBD－30 WBD－50
量程 0-10mm 0-30mm 0-50mm
全量程输出 1000uε 3000uε 5000uε
电测综合误差系数 ≤±2uε ≤±6uε ≤±10uε
WBD－100
0-100mm
10000uε
≤±20uε
技术指标：
序号
项目
技术指标 序号
其中： Δ I-位移量
A-机电转换系数
ε-输出应变量
上式说明，本产品应变输出量ε与位移量 Δ I 成正比例、
当悬臂梁簧片的几何尺寸及弹簧刚度一定时，A 为常量值，
因此 I 与成ε成线性关系。半桥传感器是悬臂梁上两片电阻
应变片组成半桥，与仪器中的无感电阻 R3、R2 组成全桥如(图
二)所示：
R1、R4-电阻应变片 R3、R2-无感电阻 Rt-温度零点补偿电阻 E-供桥电压
D、不允许不熟练者拆卸及校调此产品。
技术支持： 浙江玉环县佳尔公司电子部(玉环电子仪器厂) 江爱军 电话：0567-7411238 手机：13600588453
R1 Rt
R4
Δ U-输出电压 全桥传感器是悬臂梁上四片电
U
阻应变片组成全桥如(图二)所示： R1、R2、R3、R4-电阻应变片 Rt-温度零点补偿电阻
R2
R3
E-供桥电压 ΔU-输出电压
E
图二
图
根据电桥原理可知其输出电压 ΔU 为：半桥 Δ U=1/2EKε 全桥 ΔU=EKε 式中：K-应变片灵敏系数 E-供桥电压 ε-应变量 因 K、E 均为定值，因此应变ε和输出电压 Δ U 成正比，位移量(2A/EK)*ΔU 全桥 I=(4A/EK)*Δ U 式中：A、K、E 均为定值，所以位移量 ΔI 跟电桥输出电压 ΔU 成比例，这就是电测部 份基本原理。
WBD 型百分表式电阻应变位移传感器
简介
1.概述与用途
WBD 型百分表式电阻应变位移传感器（原名：机电百分表）是浙江大学研究我公司（前 名：电子仪器厂）试制的产品，通过技术鉴定，获得浙江省优秀科技成果奖。经过几年来的 不断努力开发，已形成系列产品。并且不断改进达到国内先进水平。是国内大量程传感器的 唯一生产厂家，深受广大用户欢迎。
2.结构原理
WBD 型传感器由机测与电测两部份装置构成，机测部份就是一般百分表采用普通杠杆
齿轮传动原理，电测部份利用电阻应变及电桥原理，结构如(见图一）所示。
测杆与机测的齿轮相连，又与电测元件悬臂连接，当测
杆有位移时，测杆通过弹簧使悬臂梁簧片上的应变片电阻值
发生变化，产生应变输出。
其关系式为 Δ I=A*ε
2
6 绝缘电阻
>500MΩ
13 测试引线
10M
7 工作温度
-5℃--45℃ 14 时间飘移 8 小时/F.S <0.5%
4.使用方法
1.安装方法：WBD 型传感器可以用磁性表座或自制支架把下轴套固定，测杆与被测表面相 互垂直，按能量大小由被测件变位方向而定，测量时，应把测头压过不小于 0.15mm。 2.接线方法：本产品出厂标定用 10M 长屏蔽导线，仪表灵敏系数 K 为 2。因此该产品与二 次仪表组合使用时，应注意灵敏系数，若确需导线较长增长，应对 K 值进行修正。为使测 试时安装方便，仪表出厂连接导线仅接 20cm，其全长 10 米导线采用九芯或五芯，插头连接。 接插件必须坚牢固。 a.半桥采用九芯插座线如（图三）为了接触可靠，出厂时用三脚并联：即 4、5、6－A 1、 2、3－B 7、8、9－C 在与静态应变仪相接时，只需把导线与 A、B、C 三点连接，若 动态仪器，则将 A、B、C 接相应的 1、2、3 点即可。
该产品在常用的机械百分表内部装置一套电测元件，能将机械位移转换成电量输出，这 样它能作机械百分表使用（机测），同时又起传感作用（电测）。机测、电测数据相互对比校 核，并能单独应用，不影响各自工作性能。它即实现了机械百分表的遥测，并为多点位移测 量的数据自动采集创造了条件，大减轻操作工作人员的劳动强度，提高了工作效率。 该 产品精度高、体积小、使用方便，它可广泛应用于土木建筑、水利水电、铁道桥梁、航天航 空、造船工业、矿山以及机械工程等建设和教学、科研测试之用。
B
1
2
3
4
5
6
A
7
8
C
9
图三
C
电源
D
1
2
3
4
5
地
B
输出
A
图四
b.全桥传感器采用五芯插座，接线图如（图四） c.WBD 型传感器与一般的二次仪表或其它仪器组合使用，即可测得位移值 ΔI、并能直接绘 制出 P－ Δ I 曲线。组合使用举例如下：
3.注意事项： a、安装时不宜将轴套卡得过紧，以免影响测自由移动，套筒固定后，不可再转动套筒。 b、当测点安装完毕后，尽量不要更动导线的位置，以免影响测量的精度。 C、不允许任何油类滴入此产品，使用环境尽是保持干燥清洁。