无线应变传感器V1.2
应变式传感器实验报告
应变式传感器实验报告引言应变式传感器是一种广泛应用于工程实践和科学研究中的传感器。
它能够测量材料受到的应变变化，并将其转换为电信号输出。
本实验报告旨在通过实验验证应变式传感器的特性及其在实际应用中的可靠性。
实验目的•掌握应变式传感器的基本原理和工作方式；•理解应变式传感器的线性度、分辨率和灵敏度等性能指标；•通过实验验证应变式传感器的性能，并分析实验结果；•探索应变式传感器在不同应变水平下的反应特性。
实验器材和仪器•应变式传感器•桥式电路•电源•数字示波器•电阻箱•电缆和连接线实验步骤1.将应变式传感器固定在实验台上，保证其与测量物体的贴合度。
2.根据实验要求连接相应的电路，使用电缆和连接线将传感器与电源、数字示波器等设备连接好。
3.打开电源，调节电阻箱的电阻值，改变应变式传感器的工作状态。
4.使用数字示波器记录传感器输出的电信号，并进行数据采集。
5.分析所采集的数据，计算应变式传感器的线性度、分辨率和灵敏度等性能指标。
6.将实验结果进行整理和总结。
实验结果与分析1.实验数据记录：应变水平传感器输出电信号0 0V100微应变0.5V200微应变0.8V300微应变 1.2V400微应变 1.5V500微应变 2.0V2.根据实验数据绘制应变水平与传感器输出电信号之间的关系曲线。
通过曲线观察可得到传感器的线性度。
3.计算应变式传感器的分辨率，即传感器输出电信号的最小变化量。
4.计算应变式传感器的灵敏度，即传感器单位应变水平对应的电信号变化量。
5.根据实验结果分析应变式传感器的性能特点和适用范围。
结论通过本实验，我们深入了解了应变式传感器的工作原理，掌握了其性能指标的计算方法，并验证了其在实际应用中的可靠性。
应变式传感器具有良好的线性度、较高的分辨率和灵敏度，可以广泛应用于材料力学、结构工程和自动化控制等领域。
参考文献[1] G. R. Liu, and S. X. Han. “Strain Sensing Using Fiber Bragg Grating Sensors.” Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 9(12), pp. 973-986, 2016.[2] T. D. Chung. “Electromechanical Impedance Sensors for Strain and Damage Detection.” Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 11(7), pp. 495-509, 2018.。
fbi应变传感器工作原理
fbi应变传感器工作原理
FBI（Frequency Band Impedance）应变传感器是一种基于频带
阻抗测量原理的应变传感器。
其工作原理如下：
1. 入射电磁波：FBI应变传感器将一定频率范围内的电磁波作
为入射信号，通常使用微波频段的信号。
2. 频带选择：通过在输入信号中选择特定的频带，确定入射信号的频率范围。
3. 传感器结构：FBI传感器通常由两个平行金属板组成，板之
间通过绝缘材料隔开。
这两个金属板充当了传感器的电极。
4. 应变感知：当受力施加到FBI传感器上时，金属板之间的
距离会发生微小的变化，导致电容值和电感值的改变。
5. 回波信号：由于金属板之间的微小变化，入射信号会在金属板之间反射和散射，形成回波信号。
6. 信号处理：通过测量反射回波信号的幅度、相位或其他特征，可以获取到由应变引起的频带阻抗的变化。
7. 解算应变：根据预先设计的传感器特性和模型，可以将频带阻抗的变化转化为应变值。
8. 数据分析：最后，通过对应变数据进行分析和处理，可以获得被测物体的应变信息。
需要注意的是，上述仅是FBI应变传感器的一种工作原理，实际的传感器结构和工作方式可能有所差异，具体设计和实现方式根据不同的厂商和应用而异。
常用的传感器的小制作
13.5.1 工作原理
图13-7 光控延时照明灯电路原理图
时基集成电路IC与电位器RP、电容器C1构成单稳态触发器
2
光控电路
红外光控电路
*
当有人进入光控区后，遮挡光照使VTL1截止，IC的2脚变为高电平，人走出光控区后，IC的2脚加入负脉冲，使其内部的触发器翻转，IC的3脚输出高电平，使VT受触发而导通，照明灯EL被点亮。待IC暂态结束后，其3脚恢复低电平，使VT截止，照明灯EL熄灭。
13.6.2 元器件选择
3
4
*
13.6.3 制作与调试
IC2芯片可通过5根7mm长铜丝直接插焊在电路板对应数标孔内。焊接时注意：电烙铁外壳一定要良好接地，以免交流感应电压击穿IC1、IC2内部COMS集成电路。焊接好的电路全部装入合适的塑料小盒内。盒面板开孔伸出IC1探测镜头，并为B开出放音孔。盒侧面开孔固定SA。
01
其最大的特点是白天和晚上都能正常工作，可广泛用于家庭防护、误入危险区域警示、商店营业部来客告知及外出旅行度假时安全防范等场所。
02
*
13.6.1 工作原理
图13-8 热释电红外探头 报警器的电路图
热释电式红外探测头,是一种被动式红外检测器件，它能以非接触方式检测出运动人体所辐射出来的红外能，并将其转化为正脉冲电信号输出；同时，它还能有效地抑制人体辐射波长以外的红外光和可见光的干扰。
IC1选用CD4013双D触发器数字集成电路；IC2选用CD4017十进制计数分频器数字集成电路；IC3选用KD2538音乐集成电路。
1
5
*
13.2.3 制作与调试
实际安装时，将压电陶瓷片BC通过502胶粘贴在大门背面正对个人常敲门的位置（一般离地面1.4m左右），门铃盒则固定在室内墙壁上。
应变传感器的工作原理
应变传感器的工作原理应变传感器是一种常见的传感器，它可以测量物体的应变变化，从而得出物体的变形情况。
应变传感器广泛应用于各种领域，如工业自动化、机器人、航空航天、医疗设备等。
本文将介绍应变传感器的工作原理及其应用。
一、应变传感器的基本原理应变传感器是一种基于电阻变化的传感器。
当物体受力变形时，物体内部的应变会导致电阻的变化。
应变传感器利用这种电阻变化来测量物体的应变变化。
应变传感器的基本构造包括弹性体、导电材料、电极和导线。
弹性体是应变传感器的核心部件，它可以感应到物体的应变变化。
导电材料涂覆在弹性体的表面上，用于传递应变信号。
电极连接在导电材料的两端，用于测量电阻变化。
导线连接在电极上，用于将电阻变化转化为电信号。
应变传感器的工作原理可以用以下公式描述：ε = ΔL/L其中，ε表示应变，ΔL表示物体的长度变化，L表示物体的初始长度。
应变传感器通过测量物体的应变来得出物体的长度变化。
二、应变传感器的应用应变传感器广泛应用于各种领域，如工业自动化、机器人、航空航天、医疗设备等。
以下是应变传感器的几种常见应用。
1. 工业自动化应变传感器可以用于测量机械设备的变形情况，从而判断设备是否正常运行。
例如，应变传感器可以用于测量机械臂的变形情况，从而控制机械臂的运动轨迹。
2. 机器人应变传感器可以用于测量机器人的变形情况，从而调整机器人的姿态和运动轨迹。
例如，应变传感器可以用于测量机器人手臂的变形情况，从而控制机器人手臂的运动轨迹和力度。
3. 航空航天应变传感器可以用于测量航空航天器的变形情况，从而判断航空航天器是否正常运行。
例如，应变传感器可以用于测量飞机机翼的变形情况，从而调整飞机的姿态和飞行速度。
4. 医疗设备应变传感器可以用于测量人体的变形情况，从而判断人体是否正常运行。
例如，应变传感器可以用于测量人体骨骼的变形情况，从而诊断骨折和关节疾病。
三、应变传感器的优缺点应变传感器具有以下优点：1. 测量精度高应变传感器可以测量微小的应变变化，从而得出高精度的测量结果。
无线应变传感器V1.2
无线应变传感器测量系统由无线传感器节点、网关、BeeNet网络协议、BeeData计算机采集处理软件组成。
无线应变传感器节点使用简单方便，极大地节约了测试中由于反复布设有线数据采集设备而消耗的人力和物力，无线数字信号传输方式消除了长电缆传输带来的噪声干扰，整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。
无线传感器节点可以组成庞大的无线传感器网络，支持上千个测点同时进行大型结构试验。
广泛应用于桥梁、建筑物、飞机、船舶、车辆、起重机械等结构静力测试，疲劳测试，载荷实验等。
节点结构紧凑，体积小巧，由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成，封装在PPS 塑料外壳内。
节点每个通道内置有独立的高精度120-1000Ω桥路电阻和放大调理电路，可以方便地由软件自动切换选择1/4桥，半桥，全桥测量方式，兼容各种类型的桥路传感器，比如应变，载荷，扭距，位移，加速度，压力，温度等。
节点同时支持2线和3线输入方式，桥路自动配平。
采集的数据既可以实时无线传输至计算机，也可以存储在节点内置的2M 数据存储器，保证了采集数据的准确性。
节点的空中传输速率可以达到250K bps ，有效室外通讯距离可达300 m 。
节点设计有专门的电源管理软硬件，在实时不间断传输情况下，节点功耗仅30mA ，使用内置的可充电电池，可连续测量十几个小时。
如果选择带有USB 接口的节点，您既可以通过USB 接口对节点充电，也可以快速地把存储器内的数据下载到计算机里面。
无线网关负责把接收到的无线数据通过计算机接口传输至计算机进行存储，分析处理。
网关系列提供USB 、以太网、GPRS/CDMA ，既可以接入本地计算机，也可以通过INTENET/其他无线网络进行远程传输。
BeeNet 网络协议是必创科技公司基于802.15.4标准自主研发的无线传感器网络协议。
传感器节点可组成自组织、自恢复多跳传感器测量网络，支持点对点，星型，线型，树型等多种网络拓扑结构，同一网络可支持65535个传感器节点。
XY2应变传感器模拟器说明书
XY2型应变传感器模拟器使用说明书（1.03版）第一章技术参数目录第一章技术参数 (1)1.1 型号 (1)1.2 技术指标 (1)1.3 仪表外型 (2)第二章工作原理 (5)第三章使用操作方法 (7)3.1 仪器的功能 (7)3.2 接线方法 (8)3.3 键盘 (10)3.4 键功能说明 (11)3.5 模拟器的操作 (12)3.5.1 按步长逐级输出 (12)3.5.2 按输入值输出信号 (12)3.5.3 按设定范围逐级输出信号 (13)3.5.4 由上位机控制模拟器的输出 (14)3.5.5 改变激励电压范围 (15)3.5.6 设置工作参数 (15)3.5.7 测量温度 (17)3.5.8 编程功能 (18)3.5.9 运行用户程序 (19)第四章设置与校准 (20)4.1 零点校准 (20)4.2 满程校准 (21)4.3 线性校准（考虑是否保留） (22)4.4 温度特性和电压影响校准 (24)4.5 激励电压校准 (26)4.6 外接直流电源电压校准 (28)目录4.8 设置通讯功能 (29)4.9 调整对比度 (31)4.10 检查参数 (31)4.10.1 外接电源状态 (32)4.10.2 零点DA码 (32)4.10.3 满量程DA码 (32)4.10.4 零点温度影响 (33)4.10.5 满量程温度影响 (33)4.10.6 激励电压影响 (33)4.10.7 激励电压计量参数 (34)4.10.8 共模电压计量参数 (34)4.10.9 非线性修正值 (34)第五章编制用户程序 (35)5.1 XY2的用户程序指令系统 (35)5.2 键盘编程方法 (37)5.3 计算机编程 (39)5.4 计算机编程语法 (45)5.5 程序实例 (45)第六章错误提示信息 (59)第七章使用注意事项 (60)第八章常见故障的排除............................. ０亲爱的用户：在使用仪表前，敬请认真阅读使用说明书。
应变式传感器
(1)差动电桥
B R1＋R1
＋
R2－R2
A
C
Uo
R3
R4
－
D
B
R1＋R1
＋
R2－R2
A
C
Uo
R3－R3 D
R4＋R4
－
E
E
(a)
(b)
图2-9 差动电桥
半桥差动：在试件上安装两个工作应变片，一种受拉应变，一种受 压应变， 接入电桥相邻桥臂。
Uo
U R1
R1 R1 R1 R2 R2
R3 R3 R4
Uo
U R1
R1 R1 R1 R2 R2
R3
R3 R3 R3 R4 R4
若ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4 ， R1=R2=R3=R4，则得
Uo
U
R1 R1
R R
B R R
A
C
Uo
R R R R D
U
可知：Uo 与ΔR1/R1成线性关系，无非线性误差，而且电 桥电压敏捷度Su=U，是单臂工作时旳4倍。
U R 1
Uo
4
R1
1
R1 2R1
U
' 0
U 4
R1 R1
U Su 4
应用：根据上式，假如已知应变，就能够求出输出电压；反之依然。
2.非线性误差及其补偿措施
实际情况（保存分母中旳ΔR1/R1项）：
n R1
U0
U
1 n
R1 R1 R1
(1
n)
若n=1：
理想情况（略去分母中旳ΔR1/R1项）：
/
2)
2
内贴取“＋”
式中： h——圆环厚度； b——圆环宽度； E——材料弹性模量。
桥梁监控监测方案
桥梁监控监测方案目录1. 内容概览 (3)1.1 项目背景 (4)1.2 目的与意义 (4)1.3 文档组织 (5)2. 桥梁监控监测概述 (6)2.1 桥梁监控监测的定义 (6)2.2 桥梁监控监测的目的 (7)2.3 桥梁监控监测的流程 (9)3. 桥梁监控监测系统要求 (9)3.1 系统组成 (10)3.2 硬件要求 (11)3.3 软件要求 (13)3.4 通讯要求 (15)3.5 安全要求 (15)4. 监测设施与技术 (16)4.1 监测设施 (18)4.1.1 位移传感器 (19)4.1.2 应力传感器 (21)4.1.3 应变传感器 (22)4.1.4 裂缝计数器 (23)4.1.5 环境监测设备 (24)4.2 监测技术 (26)5. 桥梁监测监控数据收集与处理 (27)5.1 数据采集技术 (28)5.2 数据处理方法 (29)5.3 数据存储与安全 (30)6. 信息与通信技术 (32)6.1 网络架构 (33)6.2 数据传输协议 (34)6.3 数据访问控制 (36)6.4 系统整合与互操作性 (37)7. 监测数据分析与评估 (38)7.1 数据分析流程 (40)7.2 数据评估方法 (40)7.3 异常识别与警报机制 (42)8. 维护与管理 (44)8.1 维护策略 (45)8.2 管理流程 (46)8.3 人员培训与技术支持 (48)9. 桥梁监控监测方案实施 (49)9.1 实施方案规划 (51)9.2 施工准备 (52)9.3 现场安装 (53)9.4 系统调试 (54)9.5 系统试运行 (56)10. 监测监控方案的优化与扩展 (58)10.1 优化思路 (59)10.2 扩展应用 (61)10.3 当前问题与挑战 (62)11. 结论与建议 (63)11.1 方案总结 (64)11.2 未来展望 (66)11.3 创新点与潜力 (67)1. 内容概览本文件介绍了桥梁监控监测方案的总体设计、关键技术及具体实施计划。
应变电阻式传感器的工作原理
应变电阻式传感器的工作原理应变电阻式传感器，这个名字听上去是不是有点高深莫测？别担心，今天咱们就像在聊天一样，轻松聊聊它的工作原理。
说到应变电阻，首先得了解什么是“应变”。
想象一下，你的好朋友在一个聚会上，不小心把饮料洒在了地上，结果大家都在那儿小心翼翼地走来走去，生怕滑倒。
地板的“变形”就是应变的一个简单例子。
传感器可不是什么神秘的东西，它就是用来“感知”这种变形的工具。
这个应变电阻式传感器到底是怎么工作的呢？想象一下你在按压一个软垫，当你用力的时候，垫子就会变形，这个时候，传感器就像个侦探，悄悄地记录下这个变化。
它的核心是一根细细的电阻丝，就像是你平时用的耳机线，但比那细得多。
这个电阻丝的材料会随着形状的改变而改变它的电阻值。
很神奇吧？就好比你今天吃了特别多的零食，体重可能就会涨了，电阻丝的“体重”也是一样，变了就变了。
当传感器感受到变形时，它的电阻值就会发生变化。
这种变化被转换成电信号，就像手机传来的信息一样。
这些信号就像是小精灵，传递给其他设备，比如仪器或者计算机。
通过这些电信号，咱们可以很轻松地知道物体的受力情况，真是又方便又实用，简直是现代科技的小帮手。
你知道吗？应变电阻式传感器常常被用在各种场合，比如建筑、航空航天，甚至汽车上。
在建筑工地上，工程师们用它来监测桥梁的变形情况，确保大家的安全。
想象一下，桥上有辆重重的卡车经过，传感器马上就能把信息反馈给监控系统，像是桥梁的“心脏”，时刻关注着它的健康状态。
真是让人放心呀。
而在汽车里，这种传感器也不甘示弱。
它帮助检测汽车的悬挂系统，确保你在驾驶时的安全与舒适。
想象一下，开车的过程中，车子突然颠了一下，这时候传感器就会快速反应，调节悬挂系统的状态，让你感受到平稳的驾驶体验。
简直就像是车子在对你说：“放心吧，我会照顾好你的！”有趣的是，这种传感器其实还和你的日常生活息息相关。
比如说，有些智能家居设备也在使用应变电阻式传感器，来监测你家里的某些物体的重量变化。
人教版高考物理一轮总复习课后习题 第十一章 交变电流 传感器 单元质检十一 交变电流 传感器
单元质检十一交变电流传感器(时间:45分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.在电工技术中,钳形电流测量仪得到广泛的应用。
其原理如图所示,把两块铁芯固定在钳子上,铁芯上绕有匝数n=50的线圈,线圈与电流表组成闭合电路,测量时,钳口打开,把被测的通电导线放在钳口中间,通过电流表A可以间接测出导线中的大电流。
在某次测量时,电流表A的示数为0.2 A,则下列说法正确的是( )A.该测量仪工作原理是利用自感现象B.如果导线材料相同,该测量仪绕制线圈所用导线要比通电导线粗C.若导线中电流变大,电流表A读数变小D.被测通电导线中的电流为10 A2.如图所示电路,电阻R1与电阻R2阻值相同,都为R,和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大),在A、B间加一正弦式交变电流μ=20sin 100πt(V),则加在R2上的电压有效值为( )A.10√2 VB.20 VC.5√5 VD.5√10 V3.(四川成都高三三模)右图为一交流发电机示意图,线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO'沿顺时针方向匀速转动,产生的电动势的瞬时值表达式为e=110√2sin 100πt (V)。
已知线圈电阻r=2 Ω,定值电阻R=20 Ω,电表均为理想交流电表,下列说法正确的是( )A.电流表读数为5√2 AB.电压表读数为110 VC.t=5×10-3 s时刻,穿过线圈的磁通量最大CD.0~5×10-3 s内,通过电阻R的电荷量为√220π4.(安徽蚌埠高三一模)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2=5∶3,电阻R1=R2=5 Ω,交流电源的电压u随时间变化规律如图乙所示,A1、A2均为理想电流表。
以下判断正确的是( )A.断开开关S,电流表A2的示数为0.3 AB.闭合开关S,电流表A1的示数为0.6 AC.闭合开关S,R2的电功率减小D.闭合开关S,原线圈输入功率增大5.远距离输电示意图如图所示,两变压器均为理想变压器,升压变压器T 的原、副线圈的匝数分别为n1、n2。
无线静态应变仪操作规程
无线静态应变仪操作规程无线静态应变仪操作规程一、引言无线静态应变仪是一种用于测量物体静态应变的仪器，由于其无线连接功能，便于实时监测和数据传输，被广泛应用于结构应变测试和力学性能研究。
为了确保使用无线静态应变仪的准确性和安全性，特制定以下操作规程。
二、仪器使用前的准备1. 检查仪器是否完好无损，排查损坏情况；2. 确保仪器电量充足，否则需进行充电；3. 查看仪器测量范围，确保能够满足实际测试需求；4. 将仪器安装在合适的位置，并将传感器与被测物体紧密连接。
三、操作步骤1. 打开仪器电源开关，待仪器启动完成后，进入测量界面；2. 在仪器上设置相关参数，如测量频率、测量单位等；3. 根据实际测试需要，选择合适的测量模式，如连续测量模式或单次测量模式；4. 确认测量准备就绪后，点击开始测量按钮，仪器开始进行静态应变测试；5. 在测试过程中，保持被测物体稳定，避免任何外力干扰；6. 测试完成后，点击停止测量按钮，保存测试数据；7. 对测试数据进行分析和处理，如绘制应变曲线、计算平均应变等。
四、注意事项1. 仪器使用过程中应避免与其他无线设备干扰，尽量保持在无干扰的环境中进行测试；2. 仪器应存放在干燥、通风的地方，避免受潮或过热；3. 仪器在使用过程中应注意防水防尘，避免进入液体或灰尘；4. 不要将仪器投掷、碰撞或过度挤压，避免造成损坏；5. 使用后应及时关闭电源开关，将仪器放置在安全的位置。
五、维护与保养1. 每次使用后应对仪器进行清洁，使用干净的软布擦拭仪器表面；2. 定期对仪器进行校准，确保测量的准确性；3. 注意保养仪器电池，定期进行充电以确保电量充足；4. 对于仪器损坏或故障，应及时送修或更换。
六、安全警示1. 使用过程中应注意仪器工作状态，避免触摸传感器和连接线；2. 注意防止电击和烧伤，遵守相关电气安全规定；3. 在使用过程中如有异常情况或发现潜在危险，应立即停止使用并寻求专业人员帮助。
以上就是无线静态应变仪的操作规程，希望能够对您的工作有所帮助。
电阻应变传感器应用进展
电阻应变传感器应用进展目录一、内容概要 (2)1.1 电阻应变传感器的基本概念 (3)1.2 传感器的发展历史概述 (4)二、电阻应变传感器的工作原理与技术发展 (5)2.1 电阻应变传感器的工作原理 (6)2.1.1 电阻应变效应 (7)2.1.2 电阻应变传感器的测量原理 (8)2.2 关键技术研究 (9)2.2.1 敏感材料的选择与制备 (10)2.2.2 传感元件的结构设计与优化 (11)2.2.3 电路设计及其信号处理 (13)三、电阻应变传感器在不同领域的应用 (14)3.1 工业自动化 (15)3.1.1 装配线上的压力检测 (16)3.1.2 质量控制中的应力分析 (17)3.2 机器人技术 (18)3.2.1 触觉传感 (20)3.2.2 运动状态监测 (21)3.3 医疗器械 (22)3.3.1 生物力学测量 (23)3.3.2 压力与应变管理 (24)3.4 交通运输 (25)3.4.1 车辆轮胎压力监测 (27)3.4.2 路面应力分析与监测 (28)四、电阻应变传感器的未来发展趋势 (29)4.1 高灵敏度和宽量程 (30)4.2 微型化和集成化 (32)4.3 提高可靠性和稳定性 (32)4.4 智能化和无线传感网络 (34)五、总结与展望 (35)5.1 电阻应变传感器应用现状总结 (36)5.2 行业发展趋势预测 (38)5.3 面临的挑战与解决方案 (39)5.4 未来研究方向与建议 (40)一、内容概要工业自动化：电阻应变传感器在制造业、汽车制造、航空航天等领域具有广泛的应用，如用于测量工件的变形、应力分布、疲劳损伤等，以实现对产品质量的监控和优化。
建筑工程：电阻应变传感器可以用于监测建筑物的结构健康状况，如桥梁、隧道、高层建筑等，以及地质灾害预警，如地震、滑坡等。
生物医学：电阻应变传感器在生物医学领域的应用日益广泛，如用于测量肌肉、骨骼等组织的应变，以研究其功能特性和疾病发展过程。
传感器原理与应用-3-力学传感器-1-金属应变式-1-物理原理课件
敏感栅越窄，基长越长的 应变片，横向效应引起的 误差越小。
横向灵敏度
非重点，课后自行理解
横向效应的大小常用横向灵敏度的百分数表示：
C ky 100% kx
kx为纵向（轴向）的灵敏系数，表示当横向应变εy=0时，单 位纵向应变所引起的电阻相对变化；
F 应变片 F
被测体
受力形变
实验方法
实验是按照规定的统一标准进行的。
受一维力（单向的拉力或压力） 试件（被测体）的材料为泊松系数0.285的钢 因为应变计被粘贴到试件上后，不能取下再用
，因此只能每批产品提取一定百分比（一般为 5%）进行测定，取平均值作为这批产品的灵敏 度系数，或称“标称灵敏度系数”
=L0sinL=0
sin
L
L
应变波幅的相对误差
非重点，课后自行理解
应变波幅的相对误差：
e 0 p 0
1
sin
L
L
1 6
L
2
测量误差e与应变波长 对基长的相对比值λ/l有 关。
非重点，课后自行理解
阶跃应变波通过敏感栅
可测频率：
f 0.35 0.44 v
tk
L
tk
0.8
L v
等，也经常使用应变片作为基点转换元件或敏感元件。感受的应变之 间具有线性关系。（灵敏度系数k0）
金属丝做成应变片后，电阻特性与单根金属丝将 有所不同，必须重新用实验来测定。
敏 应感 变系 片数 的粘 敏 基合 感 片剂 栅 传横 递向 形效 变应 失真
在动态测量时，应变是以应变波的形式在材 料中传播，它的传播速度与声波相同。
DH3819无线通讯静态应变测试系统ZigBeeV0101
DH3819无线静态应变测试系统使用说明书目录1、概述 (1)2、应用范围及系统框图 (1)3、特点 (2)4、技术指标 (3)5、工作原理 (4)6、软件功能 (5)7、使用说明 (7)8、电池使用须知..........................................................................................................149、注意事项..................................................................................................................1410、维护和检修............................................................................................................1511、配套及随机文件....................................................................................................1612、附录：桥路的连接................................................................................................17DH3819 无线静态应变测试系统使用说明书DH3819无线静态应变测试系统1、概述DH3819无线静态应变测试系统是全智能化的巡回数据采集系统。
每台采集器内置智能锂电池组、无线通讯模块、传感器电源、放大器、A/D转换器、控制电路等。
无需外接电源和通讯线，计算机就可通过无线通讯控制器完成自动平衡、采样控制、自动修正、数据存贮、数据处理和分析，生成和打印试验报告。
新版带无线DH3816N静态应力应变测试分析系统使用说明书(焊接端子)V1.4
DH3816N静态应变测试分析系统使用说明书V1.4江苏东华测试技术股份有限公司目录第一章入门指南 (1)1.1认识产品、附件及选件 (1)1.2仪器介绍 (2)第二章系统要求 (4)2.1电源要求 (4)2.2环境要求 (4)2.3计算机系统要求 (5)2.3.1 硬件配置要求 (5)2.3.2 软件系统要求 (5)第三章安装与调试 (6)3.1仪器的连接 (6)3.1.1以太网有线连接 (6)3.1.2采用AP的无线网络连接 (7)3.1.3 电源线的连接 (9)3.2软件安装与卸载安装 (9)3.2.1 安装 (9)3.2.2 卸载 (11)3.2.3 防火墙设置 (12)3.3计算机IP地址的设置 (13)3.3.1以太网有线连接仪器 (13)3.3.2计算机通过AP与仪器连接 (16)3.3.2.1有线连接AP方式 (16)3.3.2.2无线连接AP方式 (17)第四章传感器连接 (19)4.1传感器连接方法 (19)4.2常见灵敏度的表示方法 (20)第五章开始测量 (22)5.1接口设置和参数管理 (22)5.2设置存储规则 (25)5.3设置测量通道 (25)5.3.1模拟通道概述 (25)5.3.2应变应力/桥式传感器 (27)5.3.3电压测量 (28)5.3.4热电偶测温 (29)5.3.5传感器信息 (29)5.4实时测量 (30)5.5数据显示 (31)5.6静载模块操作 (32)第六章实时数据处理和分析 (36)6.1显示统计信息 (36)6.2设置分析通道 (36)6.3数据回放 (37)6.4报告输出 (38)第七章常见故障及解决办法 (41)附录一DH3816N技术指标 (42)附录二桥路的连接 (43)附录三WINDOWSXP下IP地址设置 (45)附录四WINDOWSXP 防火墙设置 (47)附录五连接模式的切换 (48)附录六版本说明 (50)第一章入门指南1.1 认识产品、附件及选件产品图片名称型号描述DH3816N静态应变测试分析系统每个模块60测点，通过交换机实现64台仪器扩展，交直流供电，以太网和WiFi接口，适用于实验室内的结构实验以及各种复杂工程现场实验电源线连接电源插座网线连接仪器、计算机与交换机无线AP连接仪器和计算机100M/1000M以太网交换机*连接多台仪器和计算机WiFi天线连接仪器与计算机注：带*的产品为选件，具体以实际发货产品为准。
国家开放大学-传感器与测试技术-实验一金属箔式应变片一电桥性能实验
实验一金属箔式应变片一电桥性能实验一、实验目的1、了解金属箔式应变片的应变效应，电桥工作原理、基本结构及应用。
2、比较单臂、半桥、全桥输出的灵敏度和非线性度，得出相应结论。
3、了解温度对应变测试系统的影响以及补偿方法。
4、掌握应变片在工程测试中的典型应用。
二、基本原理电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。
描述电阻应变效应的关系式为：△R/R =kε式中：△R/R 为电阻丝电阻相对变化，k 为应变灵敏系数，ε=△L／L 为电阻丝长度相对变化。
同时，由于应变片敏感栅丝的温度系数的影响，以及应变栅线膨胀系数与被测试件的线膨胀系数不一致，产生附加应变，因此当温度变化时，在被测体受力状态不变时，由于温度影响，输出会有变化。
金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化。
电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
对单臂电桥输出电压 U01=EKε/4。
当应变片阻值和应变量相同时，半桥输出电压 U02=EKε/2。
全桥输出电压 U03=EK ε，其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性度和温度误差均得到改善。
三、需用器件与单元应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约 20g)、数显表、±15V 电源、±4V 电源、万用表。
四、实验方法与步骤(一）应变传感器实验模板电路调试及说明1、实验模板说明实验模板如图 1.1 所示，Ri、R2、Ra、R4 为应变片，没有文字标记的 5 个电阻符号下面是空的，其中 4 个组成电桥模型是为实验者组成电桥方便而设，图中的粗红曲线表示连接线。
根据图 1. 1 应变式传感器（电子秤传感器）已装于应变传感器模板上。
传感器中 4 片应变片和加热电阻已连接在实验模板左上方的 R1、R2、Ra、R4 和加热器上。
传感器左下角应变片为 R1; 右下角为 R4;右上角为 Ra、左上角为 R2。
传感器的计算公式v
传感器计算公式（V5）用户自定义公式（U）：E=k 1(λ-λ0)+B 1(λt1-λt0)+ k 2(λ-λ0)2+B 2(λt1-λt0)2+C+α(S-S 0)其中E 为被测值，k 1、k 2为一次及二次波长系数，21B B 、为一次温度、二次温度影响系数，λ0、λt0为波长初始值，C 为常数项，S 、S 0为水压计的外界大气压力，α为压强修正系数。
一．温度传感器计算公式（T）T= k (λ-λ0)+ T 0k 为温度系数如：k＝100 o C/nm， λ为光栅当前波长(nm)，T 为当前温度(o C)；温度传感器在0T 温度下的波长为λ0，一般取T 0=0oC 的波长。
二．裂缝计计算公式(自补偿裂缝计)（C）ΔL=K[(λ1-λ10)-（λ2-λ20)]λ1为测位移光栅的当前波长、λ2为温补光栅的当前波长，λ10为测位移光栅的初始波长值、λ20为温补光栅的初始波长值，单位取nm。
K 为传感器系数，单位为mm/nm。
三．应变计算公式（S）1、被测物体由于温度变化引起的应变，加上荷载变化引起的应变总和计算如下。
ε总=K(λ1-λ0)+B(λt1-λt0)ε总为应变量，单位为 με。
K 为应变系数（με/nm）(取正值)B 为温度修正系数，B=1000-K*2.3,单位取με/nm。
（出厂时直接给定数值）λ1为应变栅当前的波长值（nm）λ0为应变栅初始的波长值(nm)λt1为温补光栅当前波长值(nm)λt0为温补光栅初始波长值(nm)2、仅因荷载变化引起的应变；ε=K(λ1-λ0)+B(λt1-λt0)－α*ΔTε为应变量，单位为 με。
K 为应变计应变系数（με/nm）(取正值)B 为传感器温度修正系数，B= 1000-K*2.3，单位取με/nm（出厂时直接给定数值）。
λ1为应变光栅当前的波长值（nm）λ0为应变光栅初始的波长值(nm)λt1为温补光栅当前波长值(nm)λt0为温补光栅初始波长值(nm)α为被测物体热膨胀系数，单位取με/oC。
第4章 应变式传感器习题及解答
第4章应变式传感器一、单项选择题1、为减小或消除非线性误差的方法可采用（）。
A. 提高供电电压B. 提高桥臂比C. 提高桥臂电阻值D. 提高电压灵敏度2、全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的（）。
A. 不变B. 2倍C. 4倍D. 6倍3、电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用( )。
A．直流平衡电桥 B．直流不平衡电桥C．交流平衡电桥 D．交流不平衡电桥4、通常用应变式传感器测量( )。
A. 温度 B．密度C．加速度 D．电阻5、影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是（）。
A．导电材料电阻率的变化 B．导电材料几何尺寸的变化C．导电材料物理性质的变化 D．导电材料化学性质的变化6、产生应变片温度误差的主要原因有（）。
A．电阻丝有温度系数 B．试件与电阻丝的线膨胀系数相同C．电阻丝承受应力方向不同 D．电阻丝与试件材料不同7、电阻应变片的线路温度补偿方法有（）。
A．差动电桥补偿法 B．补偿块粘贴补偿应变片电桥补偿法C．补偿线圈补偿法 D．恒流源温度补偿电路法8、当应变片的主轴线方向与试件轴线方向一致，且试件轴线上受一维应力作用时，应变片灵敏系数K的定义是（）。
A．应变片电阻变化率与试件主应力之比B．应变片电阻与试件主应力方向的应变之比C．应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变之比D．应变片电阻变化率与试件作用力之比9、制作应变片敏感栅的材料中，用的最多的金属材料是（）。
A．铜 B．铂 C．康铜 D．镍铬合金10、利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（）。
A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片11、在金属箔式应变片单臂单桥测力实验中不需要的实验设备是（）。
A．直流稳压电源 B．低通滤波器C．差动放大器 D．电压表12、关于电阻应变片，下列说法中正确的是（）A．应变片的轴向应变小于径向应变B．金属电阻应变片以压阻效应为主C．半导体应变片以应变效应为主D．金属应变片的灵敏度主要取决于受力后材料几何尺寸的变化13、金属丝的电阻随着它所受的机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生相应的变化的现象称为金属的（）。
一种高精度无线应变传感器节点的设计与实现
２１年 ６ ００ 月
武 汉 理 工 大 学 学 报 ・信 息 与 管 理 工 程 版
Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ｔ ＩＦ Ｒ Ａ ＩＮ＆Ｍ Ｎ Ｇ Ｍ Ｎ Ｎ ＩＥ ＲＮ ） Ｏ Ｒ Ａ ＦＷＵ （ Ｏ Ｍ ＴＯ Ｎ Ａ Ａ Ｅ Ｅ ＴＥ ＧＮ Ｅ ＩＧ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ３ １３ ．
高， 在应用 上 存 在 较 大 的局 限性 。笔 者 设 计 的应
图 １ 系统前 端节点结 构图
变传感 器 节点 ， 用 ＩＥ ０ ．５４通 信 技 术 和 采 Ｅ Ｅ８ ２ １． ２ ４位高 精度 Ａ Ｄ芯 片 ， 结合 除噪 、 滤波 设计 思想 和
２ 系统 设计ｍ ｈ飞 毛 腿锂 离 子 电池 为 电源 ， 用 ４ Ａ 利
１ 系统 结构
该 高精 度应 变无 线传 感器 节点 主要 由 ３个部 分组成 ， 即电源 管理模 块 、 前端 采集 模块 和无 线 通 信 模块 。电源管 理模 块 主要 负责锂 离子 电池 的充 电和整个 系统 的供 电 ， 由充 电管 理 芯 片 实 现对 锂 离 子 电池 的充 电 ，Ｃ ４０单 片 机触发 电源芯 片 工 Ｃ ２３ 作 与休 眠 ， 降低 系统 能耗 ； 应变 信号 前端 采集 模块 将 大 型结 构 形 变信 号 ， 放 大 电路 、 波 电路 处 经 滤
４ ５Ｖ， 路 电流 为 ０４Ａ。 固定 于塑 料 底 板上 的 ． 短 ． 太 阳能 电池 板 可 以 弯 曲 ， 于 安装 。太 阳 能充 电 易
控制 电 路 主 要 由 Ｃ ３ ６ Ｎ ０ ３及 其 外 部 电 路 组 成 。
收 稿 日期 ：０ ９—１ ２０ ２—１ ． ６
作者简介 ： 戴亚文（ ９ ７一） 男 ， １６ ， 湖北武汉人 ， 武汉理 工大学理 学院副教授 ； 博士
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无线应变传感器测量系统由无线传感器节点、网关、BeeNet网络协议、BeeData计算机采集处理软件组成。
无线应变传感器节点使用简单方便，
极大地节约了测试中由于反复布设有线数据采集设备而消耗的人力和物力，无线数字信号传输方式消除了长电缆传输带来的噪声干扰，整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。
无线传感器节点可以组成庞大的无线传感器网络，支持上千个测点同时进行大型结构试验。
广泛应用于桥梁、建筑物、飞机、船舶、
车辆、起重机械等结构静力测试，疲劳测试，载荷实验等。
节点结构紧凑，体积小巧，由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成，封装在
PPS 塑料外壳内。
节点每个通道内置有独立的高精度120-1000
Ω桥路电阻和放大调理电路，可以方便地由软件自动切换选择
1/4桥，半桥，全桥测量方式，兼容各种类型的桥路传感器，比如应变，载荷，扭距，位移，加速度，压力，温度
等。
节点同时支持2线和3线输入方式，桥路自动配平。
采集的数据既可以实时无线传输至计算机，也可以存储在节点内置的2M 数据存储器，保证了采集数据的准确性。
节点的空中传输速率可以达到250K bps ，有效室外通讯距离可达300 m 。
节点设计有专门的电源管理软硬件，在实时不间断传输情况下，节点功耗仅30mA ，使用内置的可充电电池，可连续测量十几个小时。
如果选择带有USB 接口的节点，您既可以通过USB 接口对节点充电，也可以快速地把存储器内的数据下载到计算机里面。
无线网关负责把接收到的无线数据通过计算机接口传输至计算机进行存储，分析处理。
网关系列提供USB 、以太网、GPRS/CDMA ，既可以接入本地计算机，也可以通过INTENET/其他无线网络进行远程传输。
BeeNet 网络协议是必创科技公司基于802.15.4标准自主研发的无线传感器网络协议。
传感器节点可组成自组织、自恢复多跳传感器测量网络，支持点对点，星型，线型，树型等多种网络拓扑结构，同一网络可支持65535个传感器节点。
我们的协议采用基于时间同步的TDMA 传送机制和创新的能量管理算法，对周期性的监测应用，使用普通电池，整个无线网络可工作数年之久。
专利的时间同步算法，同步精度可达0.1ms ，保证了精确的数据同步实时采集。
由于采用支持冲突避免的载波多路侦听技术，保证网络数据传输的健壮性和可靠性。
AES 128位数据加密算法保证了数据传输的安全性。
BeeData 是界面友好的Windows 采集控制软件，对各个传感器节点采集到的数据实时同步显示、分析和存储，采集到的数据以通用文件格式（UFF 、CSV ，TXT 等）存储，可以输出到广泛的第三方软件进行后处理。
您的传感器校准参数、通道数据、位置等信息也可以通过BeeData 写入传感器节点内部。
同时可以对网络通信质量和设备是否发生故障实施实时监控，并具有开机自检和电源监控功能。
针对网络中的异常情况实时报警，利于网络的维护和管理。
BeeData 独创的软件空中无线升级功能，可方便地为远端的传感器节点进行内部程序升级。
对存储在节点存储器
里的数据，BeeData 支持无线快速下载。
BeeTech 无线应变桥路传感器系统为建筑、桥梁、工业在线监测、国防（航空、航天、船舶、兵器、核）、汽车、火车、起重机械、包装运输以及电梯等行业提供服务。
型号 SG402 SG102 量程范围 (1)
±15000 µε ±5000 µε 通道数 4 1
输入 自动切换：120-1000Ω四分之一桥（2）
，半桥，全桥 平衡范围 ±100％量程范围 最高采样频率 200sps 4Ksps 分辨率 ±0.5 µε 测量精度 0.1％ red ±2µε 0.2％ red ±2µε
稳定性 （3）
0.05％±2µε/4h 0.1％±2µε/4h 校准电阻 -100 µε 输入方式 接线端子，焊接；两线，三线（4） 输入保护 激励电压输出短路保护 特性 供桥电压 2.0V (±0.1%精度) （5）
A/D 分辨率
16 bit 抗混叠滤波器
BUTTERWORTH 采集方式 连续采集，周期采集，触发采集
同步精度
0.1 mS 采集 数据存储器容量
2M Flash (6) 数据包格式
IEEE802.15.4 无线射频频率
2.4G DSSS 支持节点数
65535 支持网络拓扑结构 点对点，星型，线型，树型 通讯距离 100米可视距离(7)
实时传输速率 数据实时传输到PC ； 200点/秒/每通道
1通道 4K SPS 4 通道1K SPS
8 通道 500 SPS (8)
空中最大数据传输率
250K bps 射频特性 天线 外置天线 (9)
冲击极限
1000g 工作温度范围 -20－+60℃（10） 环境 温度漂移 15ppm/℃ 电池 内部可充电锂电池 工作电流 连续发射30mA ，存储到内部存储器10mA ，休眠 10µA （11） 连续工作时间 大约18小时(连接350Ω应变片) 电气特性 基站计算机接口 USB ，以太网，GPRS/CDMA 外壳 PPS 塑料 充电接口 USB 接口
安装螺纹
M4 重量 85克 (外壳重量50克)
机械尺寸 尺寸(长，宽，高)
60x80x33mm 软 件
BeeData 提供附件
220V 充电器，M4安装螺钉，计算机连接电缆，说明书，校准证书，软件安装光
盘
附 件
可选附件
4M 或更大容量内部数据存储器，强力安装磁座，多通道充电器，国家计量单位校
准证书，各种安装附件
备注
1．可以设置其它量程 7．1000米可选
2．每个节点只能选择一种阻值 8．1 SPS = 2 Byte/s
3．1/2桥测量1SPS 结果 9．可选内置天线 4．1/4桥 10．受限于充电电池，电路工作温度-40－+85℃ 5．其它电压，请联系厂家 11．不含桥路电流，桥路电流由阻值决定 6．可选4M 或更大容量
型号
SG802 量程范围 (1)
±25000 µε 通道数 8 输入 自动切换：120-1000Ω 四分之一桥（2），半桥，全桥 平衡范围 ±100％量程范围 频率响应(-3dB) 20Hz 分辨率 ±0.2 µε 测量精度 0.05％ red ±1µε
稳定性 （3）
0.05％±1µε/4h 校准电阻 -100 µε 输入方式 26芯军用航空插头：1/4桥（4），半桥； 4芯航插：半桥，全桥； 输入保护 激励电压输出短路保护
特性 供桥电压 2.0V (±0.1%精度) （5） A/D 分辨率 24 bit 抗混叠滤波器 BUTTERWORTH 采集方式 连续采集，周期采集，触发采集同步精度 0.1 mS
采集 数据存储器容量 2M Flash （6）
数据包格式 IEEE802.15.4 无线射频频率 2.4G DSSS 支持节点数 65535 支持网络拓扑结构 点对点，星型，线型，树型通讯距离 100 米可视距离
实时传输速率 数据实时传输到PC ；80点/秒/每通道（7）
空中最大数据传输250K bps 射频特性 天线 外置天线 冲击极限 1000g
工作温度范围 -10－+60℃（8）
环境 温度漂移 15ppm/℃ 电池 内部可充电锂电池，可外接电池工作电流 连续发射50mA ，存储到内部存储器30mA ，休眠20µA （9）连续工作时间 大约30 小时(连接350Ω应变片)电气特性 基站计算机接口 USB ，以太网，GPRS/CDMA 外壳 金属 充电接口 标准单孔插座 安装螺纹 M4 机械尺寸
重量（尺寸） TBD
软 件 BeeData 附件
提供附件
220V 充电器，M4 安装螺钉，计算机连接电缆，说明书，校准证书，软件安装光盘
备注
1．可以设置其它量程 6．可选4M 或更大容量
2．每个节点只能选择一种阻值。
7．1 SPS = 3 Byte/s
3．1/2桥测量结果 8．受限于充电电池，电路工作温度-40－+85℃ 4．多个通道可使用同一补偿片 9．不含桥路电流，桥路电流由阻值决定 5．其它电压，请联系厂家
北京市海淀区上地七街一号汇众科技大厦710室(100085) 电话：86-10-82783640/82783641 传真：86-10-82784200
邮箱：sales@ 网址：
北京必创科技有限公司
Beijing BeeTech Inc.。