專利名稱：具有校準(zhǔn)功能的應(yīng)變式傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)屬于測(cè)量?jī)x表元件，特別涉及應(yīng)變式傳感器。
目前在檢測(cè)與控制系統(tǒng)中，大量推廣使用了各類應(yīng)變式傳感器。但是在使用時(shí)由于受現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量檢定條件的限制，傳感器與二次儀表聯(lián)機(jī)調(diào)試和經(jīng)常性的校準(zhǔn)，只能使用傳感器出廠檢定證書給定的靈敏度參數(shù)和測(cè)量指示儀表的靈敏度刻度計(jì)算校準(zhǔn)。這種方法十分繁瑣，并降低了系統(tǒng)精度。如在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置笨重和龐大的量值標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載來提高測(cè)量精度，將在經(jīng)濟(jì)、人力上付出巨大的代價(jià)。
為此，本申請(qǐng)的目的是用簡(jiǎn)易可行的手段提供一種具有校準(zhǔn)功能的應(yīng)變式傳感器，它可以方便地進(jìn)行傳感器與二次儀表聯(lián)機(jī)調(diào)試和校準(zhǔn)，并提高系統(tǒng)測(cè)量精度。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)公開了一種簡(jiǎn)易的方案，即在現(xiàn)有應(yīng)變式傳感器橋路的一個(gè)橋臂的兩端并聯(lián)一個(gè)帶開關(guān)的精密電阻，作為校準(zhǔn)電模擬電路模擬負(fù)載輸出。這種傳感器在出廠檢定或定期檢定時(shí)，在取得傳感器靈敏度的同時(shí)，啟閉開關(guān)即可取得準(zhǔn)確的電模擬負(fù)載參數(shù)，與二次儀表聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)，只要使儀表指示值相當(dāng)于電模擬負(fù)載即可完成調(diào)試，從而簡(jiǎn)化了調(diào)試、校準(zhǔn)過程，并消除了長(zhǎng)導(dǎo)線等影響因素，有效地提高了整機(jī)系統(tǒng)精度。經(jīng)濟(jì)而又省時(shí)省力。
上述方案對(duì)于各種測(cè)量功能的全橋、半橋、單臂應(yīng)變式傳感器，都能適用。如果是改裝舊的傳感器或者對(duì)于很小的傳感器，所說帶開關(guān)的精密電阻不好放在傳感器本體上，也可以并聯(lián)在橋路引出的相鄰導(dǎo)線上。
從應(yīng)用角度來說，本方案對(duì)測(cè)力、稱重、扭矩、壓力、線位移、角位移、應(yīng)變、幾何尺寸、速度、加速度、流量、振動(dòng)等各種測(cè)量功能的應(yīng)變式傳感器都能適用。
附圖
是本申請(qǐng)所說的全橋傳感器的電路圖。
實(shí)施例圖中實(shí)線部分為傳感器的原有電路，虛線部分即并聯(lián)在R2橋臂兩端的帶開關(guān)S的精密電阻R是校準(zhǔn)電模擬電路。通常開關(guān)S處于常開狀態(tài)，閉合后橋路即輸出相應(yīng)的模擬負(fù)載。所說電模擬電路可分別并聯(lián)在R2、R4、R1、R3橋臂端，并聯(lián)在R2、R4橋臂端與并聯(lián)在R1、R3橋臂端，功能相同但輸出符號(hào)相反。
本實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)一支拉力傳感器采用本方案的情況說明如下這支拉力傳感器由R1＝R2＝R3＝R4＝350Ω的4個(gè)電阻應(yīng)變計(jì)組成如圖所示的全橋電路。額定拉力負(fù)荷為1MN，額定輸出Qn＝4000με，當(dāng)應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)K＝2時(shí)，額定輸出Q′n＝2000μV／V，在R2兩端并聯(lián)一個(gè)精密電阻R，使傳感器輸出ε′＝2000με，即相當(dāng)于500kN的模擬拉力負(fù)荷，由應(yīng)變效應(yīng)表達(dá)式計(jì)算可知R2的變量ΔR2，ΔR2＝Kε′R2＝2×2000×10－6×350Ω＝1.4Ω即并聯(lián)在R2上的電阻R使R2＝350Ω改變?yōu)镽′2＝350Ω－1.4Ω＝348.6Ω。
并聯(lián)的精密電阻應(yīng)為R=11R2′-1R2]]>=11348.6-1350]]>＝87.15KΩ用開關(guān)S閉合阻值為87.15KΩ的精密電阻R，傳感器即應(yīng)有500KN的電模擬信號(hào)輸出。
由于傳感器加工調(diào)試精度的離散性，每支傳感器的額定輸出Qn(靈敏度)并不完全和計(jì)算相符，因而在基準(zhǔn)器上測(cè)定本申請(qǐng)所說傳感器額定輸出(靈敏度)的同時(shí)，測(cè)定模擬電路的模擬負(fù)載輸出Qm，此時(shí)模擬負(fù)載M可用下式計(jì)算M＝N (Qm)/(Qn)式中，N為額定負(fù)載。
當(dāng)傳感器與任何指示儀表聯(lián)機(jī)調(diào)試、校準(zhǔn)時(shí)，只需閉合開關(guān)S，調(diào)整指示儀表激勵(lì)電源或衰減器，使指示值相當(dāng)于模擬負(fù)載值，即可方便地完成聯(lián)機(jī)調(diào)試。
權(quán)利要求1.具有校準(zhǔn)功能的應(yīng)變式傳感器，屬于測(cè)量?jī)x表元件，和二次儀表聯(lián)機(jī)使用，其特征是在現(xiàn)有應(yīng)變式傳感器橋路的一個(gè)橋臂的兩端并聯(lián)一個(gè)帶開關(guān)的精密電阻構(gòu)成電模擬電路模擬負(fù)載輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的傳感器，其特征是所說現(xiàn)有應(yīng)變式傳感器可以是全橋傳感器，也可以是半橋或單臂傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的傳感器，其特征是所說帶開關(guān)的精密電阻可以并聯(lián)在橋路引出的相鄰導(dǎo)線上。
專利摘要具有校準(zhǔn)功能的應(yīng)變式傳感器，屬于測(cè)量?jī)x表元件，與二次儀表配合使用。在現(xiàn)有應(yīng)變式傳感器本體的橋路的一個(gè)橋臂兩端或橋路引出的相鄰導(dǎo)線上并聯(lián)一個(gè)帶開關(guān)的精密電阻構(gòu)成電模擬電路即成為具有正確模擬負(fù)載輸出的各類應(yīng)變式傳感器。在聯(lián)機(jī)調(diào)試、校準(zhǔn)時(shí)，只需閉合開關(guān)使傳感器輸出模擬負(fù)載即能方便地實(shí)現(xiàn)正確的調(diào)試、校準(zhǔn)，而不需在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置笨重龐大的量值標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載。
文檔編號(hào)G01B7/16GK2170502SQ93244210
公開日1994年6月29日 申請(qǐng)日期1993年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月13日
發(fā)明者薛家麟 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部建筑研究總院