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拉力机应变片式传感器与数字传感器的区别?

返回列表来源:天氏库力 发布日期 2019-01-03 浏览:

拉力机中核心元件有好几种,但是最重要的还要属传感器,对于材料力学试验机而言,最重要的测量数据当属力值,而力值的直接测量元件就是力传感器,市面上的拉力机搭配的都是最常见的应变片式传感器,现在有些高端型拉力机搭配的是数字式传感器。那么,这两种传感器具体有哪些区别?
 
首先,应变片式传感器是大部分拉力机所用的传感器,这种传感器国内外有很多品牌,价格从高到低也是不一而足,应变片式传感器应用广泛,其具有:价格低,较高的精度和较好的线性的特性。
 
应变片式传感器内部结构
一般由敏感栅、基底、引线、盖片等组成。敏感栅由直径为0.01-0.05mm、高电阻系数的细丝弯曲而成栅状,它实际上是一个电阻元件,是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。敏感栅用粘合剂将其固定在基底上。基底的作用应保证将构件上应变准确地传递到敏感栅上去。因此它必须作得很薄,一般为0.03-0.06mm,使它能与试件及敏感栅牢固地粘结在一起。另外它还应有良好的绝缘性能、抗潮性能和耐热性能。基底材料有纸、胶膜、玻璃纤维布等。纸具有柔软、易于粘贴、应变极限大和价格低廉等优点,但耐温耐湿性差,一般工作温度低于70℃下采用。为了提高耐湿耐久性和使用温度,可浸以酚醛树脂类粘合剂使用温度可提高至180℃,且时间稳定性好,适用于测力等传感器使用。胶膜基底是由环氧树脂、酚醛树脂、聚脂树脂和聚酰亚胺等有机粘合剂制成的薄膜,胶膜基底具有比纸更好的柔性、耐湿性和耐久性,且使用温度可达100-300℃。玻璃纤维布能耐400-450℃高温,多用做中温或高温应变片基底。引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连接,一般由0.1-0.2mm低阻镀锡铜丝制成,并与敏感栅两输出端相焊接。
 
应变片式传感器工作原理   
在测试时,将应变片用粘合剂牢固地粘贴在被测试件的表面上,随着试件受力变形,应变片的敏感栅也获得同样的变形,从而使其电阻随之发生变化,而此电阻变化是与试件应变成比例的,因此如果通过一定测量线路将这种电阻变化转换为电压或电流变化,然后再用显示记录仪表将其显示记录下来,就能知道被测试件应变量的大小。
 
而数字传感器是指将传统的模拟式传感器经过加装或改造A/D转换模块,使之输出信号为数字量(或数字编码)的传感器,主要包括:放大器、A/D转换器、微处理器(CPU)、存储器、通讯接口、温度测试电路等,在微处理器和传感器变得越来越便宜的今天,全自动或半自动(通过人工指令进行高层次操作,自动处理低层次操作)系统可以包含更多智能性功能,能从其环境中获得并处理更多不同的参数。
 
数字传感器的特点优势:
1、先进的A/D转换技术和智能滤波算法,在满量程的情况下仍可保证输出码的稳定。
2、可行的数据存储技术,保证模块参数不会丢失。
3、良好的电磁兼容性能。
4、传感器的性能采用数字化误差补偿技术和高度集成化电子元件,用软件实现传感器的线性、零点、温漂、蠕变等性能参数的综合补偿,消除了人为因素对补偿的影响,大大提高了传感器综合精度和可靠性。
5、传感器的输出一致性误差可以达到0.02%以内甚至更高,传感器的特性参数可完全相同,因而具有良好的互换性。
6、采用A/D转换电路、数字化信号传输和数字滤波技术,传感器的抗干扰能力增加,信号传输距离远,提高了传感器的稳定性。
7、数字传感器能自动采集数据并可预处理、存储和记忆,具有唯一标记,便于故障诊断。
8、传感器采用标准的数字通讯接口,可直接连入计算机,也可与标准工业控制总线连接,方便灵活。
9, 数字传感器是将AD,EPROM,DIE(指还未封装的传感器芯片,属于裸片,大小介于cell和chip之间),封装在一块用PCB,金属块或陶瓷板上的集成。通过各种温度,压力点的校准,计算出DIE的线性,再利用AD去补偿的方法加工而成的。
 
两者在应用及前景上的区别:
如今的市场上,传感器的价格越来越便宜,全自动或半自动(通过人工指令进行高层次操作,自动处理低层次操作)系统可以包含更多智能性功能,能从其环境中获得并处理更多不同的参数。尤其是MEMS(微型机电系统)技术,它使数字传感器的体积非常微小并且能耗与成本也很低。所以,未来随着数字传感器和处理器价格的降低,数字传感器的优势将会越来越大,数字传感器的使用可以显著地降低原材料及能耗的费用并提高系统的总体性能。当然,应变片式传感器也不会被完全取代,其价格低廉、品种多样,便于选择和大量使用,在很多领域并不易被快速取代。

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【本文标签】:应变片式传感器与数字传感器的区别

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