板环式拉力传感器
测试技术与信息处理试题题库
测量技术基础试题一、填空题（25分，每空1分）1．时间常数τ是 一 阶传感器动态特性参数，时间常数τ越 小 ，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线。
2．满足测试装臵不失真测试的频域条件是幅频特性为一常数和相频特性与频率成线性关系。
3．电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。
4．信号当时间尺度在压缩时，则其频带变 宽 其幅值变 小 。
5．当测量较小应变值时，应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料电阻率的相对变化来决定。
6．电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度，且能改善或消除非线性。
7. 电涡流传感器是利用 金属 材料的电涡流效应工作，可分为低频 透射 式和高频 反射 式两种，其中前者常用于材料厚度的测量。
8．在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为 调制波 ，载送低频信号的高频振荡信号称为 载波 ，将经过调制过程所得的高频振荡波称为 已调制波 。
9．已知()t t x ωsin 12=，()t δ为单位脉冲函数，则积分()⎰∞+∞-⎪⎭⎫⎝⎛-⋅dt t t x ωδ2π= 12 。
10．已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20，若测得感应电动势的频率为300Hz ，则被测轴的转速为900r/min 。
11. RC低通滤波器中的RC值越大，则其上限截止频率越小。
12. 频率混叠是由于采样频率过低引起的，泄漏则是由于信号截断所引起的。
二、选择题（15分，每题1.5分）1．离散、周期的时域信号频谱的特点是（C ）的。
A非周期、离散B非周期、连续C、周期、离散D周期、连续2．按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是（C ）。
A 电阻传感器B 电感传感器C 光电传感器D 电容传感器3．变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（B ）材料制成。
电力覆冰监测拉力传感器的研制
济损失，甚至威胁到人民的生命安全，因此，加强对输电线路覆冰的监测，对电力系统的稳定安全运行具有重大的意义。
目前覆冰在线监测方法主要有光纤传感法、图像监测法、导线温度倾角法、称重法。
其中应用最广泛的是称重法：通过力传感器替代绝缘子的球头挂环，利用拉力传感器测量覆冰导线载荷。
本文设计的拉力传感器是基于应变片形变的原理，通过对拉力模拟信号的数字转化，并将数据发送到终端，用于实时监测输电线路覆冰情况。
该传感器具有安装方便，高强度、体积小、长寿命，能适应恶劣环境等特点。
1 设计原理拉力传感器又叫电阻应变式传感器，隶属于称重传感器系列，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。
该传感器由弹性体、电阻应变片、硬件电路和软件电路组成。
其设计原理是弹性体在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值也发生变化（增大或减小），应变片接成惠斯顿桥路，由于载荷的作用而产生电压信号的输出，最终完成了将外力变换为电信号的过程。
本文设计的拉力传感器的测试电路实现的功能为采集拉力信号（电压），并对电压信号进行滤波电路处理后，通2 结构设计拉力传感器有S型拉力传感器、板环式拉力传感器和柱式拉力传感器。
为了提高拉力测量的精度和疲劳强度，结合柱式结构和板环结构的优点，设计了一种用于电阻应变片的圆型槽结构，如图2所示。
电阻应变片分别安装在上、下表面的圆形槽内，用固定胶密封。
3 电路设计■3.1 电源管理电路电源管理电路是指提供给用电设备电力供应的电源部分的电路设计，考虑到电路中的芯片需要3.3V和5V的供电，选用L78L33ABUTR芯片（U1），固定输出3.3V，为单片机、A/D转换芯片提供电源；L7805ABUTR芯片（U2），固定输出5V，为RS-485接口输出提供电源。
由于本次设计的拉力传感器用于输电线路覆冰监测，所处环境恶劣，其温度稳定性和抗噪声性能直接影响整个电路系统的精度和性能，同时该传感器有模拟量采集，为了避免电压变化时模拟量采样发生漂移和严重偏离实际输入，因此需要应用基准电压单片机控制电路RS-485接口电路A/D转换电路图2 拉力传感器结构设计图68 | 电子制作 2020年02-03月www�ele169�com | 69源，选用ADR02ASZ 芯片，10V 供电，固定输出5V 电压基准，精度±0.1%。
传统传感器
应变片图
二.电容式传感器
1.原理
s 平板式电容： C
s ε：介质介电常数 s ：极板面积 δ ：极板间距离 δ ε
2.分类
s 平板式电容： C
变间隙电容传感器
两极板相互覆盖面积及极间介质不 变，当两极板在被测参数作用下发 生位移，引起电容量变化. 变间隙式一般用于微小位移的测量 （小至：0.01微米）。
振动、偏心 位置、膨胀
冲击、变形 轴向窜动
弯曲、波动 变形
偏心、直径 同心度
阀门位移 活塞移动
压缩机叶片 间隙、转速
厚度、轮廓
电容式厚度传感器
原理：变介质型 变极距型； 特点：非接触式测量 应用：纸张、绝缘薄膜等
其他应用
各种电容式传感器
电容式接近开关
电容式变送器
电容式指纹传感器
差压传感器
电容式指纹传感器
定极板 动极板 差动式变间隙型电容传感器
C1 d1
C2 d2
灵敏度提高一倍，非线性降低。
定极板
变面积电容传感器
s 平板式电容： C
常用的有角位移型和线位移
型两种。 与变间隙型相比，适用于较 大角位移及直线位移的测量。 一般情况下，变截面积型电 容式传感器常做成圆柱形 。
s 平板式电容： C 变介电常数电容传感器
四.压电式传感器
１.原理
顺压电效应：一些电介质，在受到一定方向的外力作用而 变形时，内部产生极化现象，而在其表面产生电荷，当去 掉外力后，又重新回到不带电状态，这种将机械能转换成 电能的现象，称为顺压电效应，又称为压电效应。 逆压电效应：当在电介质极化方向施加电场时，电介质在 一定方向上产生机械变形，内部出现机械应力，这种将电 能转换成机械能的现象称“逆压电效应”,又称为电致伸缩 效应。
环式力传感器
环式力传感器是拉力传感器大类中的一个分支，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。
广泛应用于各种电子汽车衡，轨道衡，平台秤，料斗秤及其它各种称重、测力的场合。
为此，蚌埠高灵传感系统工程有限公司为大家总结了相关环式力传感器信息，希望能够为大家带来帮助。
板环式拉力传感器的工作原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
板环式拉力传感器的优点是量程大，结构简单，易于使用，频响特性好，能在恶劣条件下工作。
因此它广泛应用于起重、起吊行业中。
原则要求：1.为保证机械设备经常处于良好的技术状态，随时可以投入运行，减少故障停机日，提高机械完好率、利用率，减少机械磨损，延长机械使用寿命，降低机械运行和维修成本确保安全生产，必须强化对机械设备的维护保养工作。
2.机械保养必须贯彻“养修并重，预防为主”的原则，做到定期保养、强制进行，正确处理使用、保养和修理的关系，不允许只用不养，只修不养。
3.各班组必须按机械保养规程、保养类别做好各类机械的保养工作，不得无故拖延，特殊情况需经分管专工批准后方可延期保养，但一般不得超过规定保养间隔期的一半。
4.保养机械要保证质量，按规定项目和要求逐项进行，不得漏保或不保。
保养项目、保养质量和保养中发现的问题应作好记录，报本部门专工。
蚌埠高灵传感系统工程有限公司是多年专业研发和制造各类力敏传感器及其应用仪器仪表,自动化控制系统的国家备案的高新技术企业和省级民营科技企业。
企业注册资本800万元，占地面积5280m2。
年生产能力：各种力敏传感器50万只，应用仪器仪表20万台。
近年来，企业的主导产品产量、主营业务收入、利税总额三项主要经济指标连续翻番。
09年企业被省经信委列入全省1000家可持续发展扶持企业，并列入蚌埠市统计的规模以上电子信息产品制造企业，列入安徽省和蚌埠市电子信息产业发展骨干企业。
称重传感器选型
1.拉压两用传感器（即可单独测拉力或压力，也可以同时测拉压力）型号为： CXL-101(S 型) .CXL-102/CXH-118(柱式).CXL-110/CXL-119(筒式).CXH-117(轮辐式)
2.测压力荷重,型号为 CXH-103(轮辐式).CXH-106/CXH-109(油田专用).CXZ-107(轴销式),CXH-108(桥式).CXZ-111(轴承座
式).CXH-112/CXH-129(筒式).CXH-116/CXH-120(组合式).CXH-125(膜合).CXH-127(微型).CXH-126(柱 式).TJP-2(台式) 3.测钢丝绳拉力.型号为 CXH-105 /CXZ-111(轴承座式) 4.悬臂式压力测量.型号为 CXH-104.CXH-115.CXH-128. CXH-114(波纹管式). 5.测旁压张力.型号为 CXH-105
应用于高湿度环境，具有优越的抗扭抗侧抗偏载能力 。应
用于皮带秤，料斗秤，机电结合秤，吊钩秤及各种工程装置的测力
技术指标： 指标名称
性能指标
测量范围
0～5kg-10T
电源电压及输出灵敏度精度 10V DC
输出：≈1.5mV/V
24 V DC
输出：电流信号 4~20mA，电压信号 1~5VDC
精度
±0.1 % F· S， ±0.2 % F· S ， ±0.5 % F· S
动控制设备接口或与计算机联网，变送器具备标准信号外调零，外调增益功能。
（1）传感器接线图
（2）二线制电流变送器接线图 （3）三线制电流、电压、变送器接线图
二、 使用说明
1. 传感器与放大器配接图
信号+黄
黄
传 信号-白
力敏传感器
液体表面张力系数的测定液体的表面张力是表征液体性质的一个重要参数．测量液体的表面张力系数有多种方法，拉脱法是测量液体表面张力系数常用的方法之一．该方法的特点是，用秤量仪器直接测量液体的表面张力，测量方法直观，概念清楚．用拉脱法测量液体表面张力，对测量力的仪器要求较高，由于用拉脱法测量液体表面的张力约在1×10-3～1×10-2 N之间，因此需要有一种量程范围较小，灵敏度高，且稳定性好的测量力的仪器．近年来，新发展的硅压阻式力敏传感器张力测定仪正好能满足测量液体表面张力的需要，它比传统的焦利秤、扭秤等灵敏度高，稳定性好，且可数字信号显示，利于计算机实时测量，为了能对各类液体的表面张力系数的不同有深刻的理解，在对水进行测量以后，再对不同浓度的酒精溶液进行测量，这样可以明显观察到表面张力系数随液体浓度的变化而变化的现象，从而对这个概念加深理解。
[实验目的]1．用拉脱法测量室温下液体的表面张力系数2．学习力敏传感器的定标方法[实验原理]测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力，求得该液体表面张力系数的实验方法称为拉脱法．若金属片为环状吊片时，考虑一级近似，可以认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长，即F=α·π(D1十D2) （1）式中，F为脱离力，D1，D2分别为圆环的外径和内径，α为液体的表面张力系数．硅压阻式力敏传感器由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成，其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥，当外界压力作用于金属梁时，在压力作用下，电桥失去平衡，此时将有电压信号输出，输出电压大小与所加外力成正此，即△U=KF （2）式中，F为外力的大小，K为硅压阻式力敏传感器的灵敏度，△U为传感器输出电压的大小。
[实验装置]1.结构图图1 结构图1、水平调节螺丝2、升降螺丝3、玻璃器皿4、吊环5、力敏传感器6、支架7、固定螺丝8、航空插头9、底座 10、数字电压表 11、调零图2为实验装置图,其中,液体表面张力测定仪包括硅扩散电阻非平衡电桥的电源和测量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表．其他装置包括铁架台,微调升降台,装有力敏传感器的固定杆,盛液体的玻璃皿和圆环形吊片,实验证明,当环的直径在3cm附近而液体和金属环接触的接触角近似为零时.运用公式(1)测量各种液体的表面张力系数的结果较为正确。
应变式传感器常见故障原因分析
综采支架下方及安全技术措施（一）地面支架解体副斜井为斜井下放物料，为了进一步保证工期安全顺利进行，将在平地解体支架。
地面支架解体起调采用32T航吊，将液压支架拆卸为顶梁、前探梁，四立柱，底座三大部分，分别装平板车运输。
具体解体步骤如下：1、用30mm钢丝绳一端固定在顶梁上，另一端固定在32T航吊吊钩上。
2、航吊开始起吊，起吊至钢丝绳拉紧，停止起吊。
3、拆卸工将顶梁和前探梁连接管路全部拆除，拆除后将管路接头全部封堵，并固定在底座上。
4、拆卸工再将顶梁连接销拆除，拆除后，进行起吊。
5、航吊将顶梁吊至平板车上，用18.5mm钢丝绳捆绑固定。
6、用18.5mm钢丝绳一端固定在立柱抱卡上，将立柱抱卡卡住立柱，另一端固定在航吊吊钩上。
7、航吊开始起吊，起吊至钢丝绳拉紧，停止起吊。
8、拆卸工再将立柱连接销拆除，拆除后，进行起吊。
9、航吊将立柱吊至平板车上，用18.5mm的钢筋捆绑固定。
10、用30mm钢丝绳一端固定在带底座的支架上，另一端固定在32T航吊吊钩上。
11、航吊将带底座的支架吊至平板车上，用30*120专用螺丝固定。
（二）、支架解体、起吊、固定的安全技术措施1、支架解体、起吊、固定前必须由专职安全员，现场确认安全之后，才可开始作业。
2、起吊钢丝绳必须提前检查好，必须打设牢固可靠，无断丝、断股现象。
起吊钢丝绳与大型配件和吊钩的连接必须牢固可靠。
3、解体时，必须要有专人负责拆卸配件的稳定，防止拆卸配件旋转伤人。
4、解体后的管路，必须要有专人负责封口，并用8#铁丝固定牢靠。
5、拆卸的小型配件，必须要有专人负责统一整理保存。
6、每架拆卸的所有配件必须进行编号，且编号一致，以便于安装。
7、航吊起吊时，由专职领导组成员采用口哨指挥，航吊附近10米范围以内严禁有人活动。
8、航吊往平板车上下放时，平板车必须前后卡死，防止平板车摆动伤人。
9、大型配件与平板车固定螺丝和钢筋必须牢固可靠。
10、每步作业必须要有专职专岗人员检查工程质量，起吊连接点是否牢固可靠；起吊钢丝绳是否完好；支架拆卸管路是否固定结实，管口是否封堵严实；平板车装车是否平稳可靠等。
S型称重传感器工作原理及安装方法
S型称重传感器S型称重传感器尺寸S型称重传感器工作原理传感器基于这样一个原理：弹性体(弹性元件，敏感梁)在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小)，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)，从而完成了将外力变换为电信号的过程。
S型称重传感器有哪些优势？S型称重传感器，器如其名，S型传感器。
这种传感器具有拉压两用的功能。
拉力和压力两者都能测量。
在很多工业自动化设备上能够得到广泛的应用。
S型称重传感器体积一般较小，量程也不是特别大，100KG到500KG之间是比较比较常见的。
这种传感器的主材是合金钢，性价比让这种传感器在市场受到大部分客户群体青睐。
S型称重传感器其抗偏载能力方面，在众多传感器当中也是名列前茅的。
他的优势是精度高，测量范围好，安装方便。
就在包装行业得到很多的应用。
S型称重传感器安装方法1、根据所需工作环境来选定合适的传感器量程以及确定所用传感器的额定载荷，称重传感器虽然本身具备一定的过载能力，但在安装和使用过程中应尽量避免此种情况。
有时短时间的超载，也可能会造成传感器永久损坏。
2、称重传感器要轻拿轻放，尤其对于用合金铝材料作为弹性体的小容量传感器，任何振动造成的冲击或者跌落，都很有可能造成很大的输出误差。
3、安装前按说明书要求接线，常用接线方式：红色为电源正极，接到EXC+上，黑线为电源负极，接到EXC-上，绿线为信号正极，接到SIG+上，白线为信号负极，接到SIG-上，蓝线为反馈正极，接到SEN+上，黄线为反馈负极，接到SEN-上，各厂家出厂时线颜色可能不一样，具体请按说明书接线，4、传感器外壳、保护盖板、引线接头均经密封处理，不可随意打开，电缆线不宜自行加长，因为传感器电缆线在出厂时按输出电阻值调整过，自行加长或减短会影响到传感器输出电阻，为影响整个传感器精度，如果实在确实需加长时应在接头处锡焊，并加防潮密封胶，重新加电阻进行调整达到出厂时的默认输出电阻，5、传感器的电缆线应远离强动力电源线或有脉冲波的场所，这样可以减少现场干扰源对传感器信号输出，减少误差，提高精度。
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板环式拉力传感器是拉力传感器大类中的一个分支，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置，没有身处相关行业的人甚至对这个传感器感到很陌生。
下面就由该产品的研发生产销售厂家高灵传感具体介绍一下该产品吧，希望可以帮助到大家多了解一些常识。
板环式拉力传感器的工作原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
板环式拉力传感器的优点是量程大，结构简单，易于使用，频响特性好，能在恶劣条件下工作。
因此它广泛应用于起重、起吊行业中，还广泛应用于各种电子汽车衡，轨道衡，平台秤，料斗秤及其它各种称重、测力的场合。
蚌埠高灵传感系统工程有限公司在自主创新的基础上开发生产出力敏系列各类传感器上百个品种，各种应用仪器仪表和系统，以及各种起重机械超载保护装置，可以广泛应用于油田、化工、汽车、起重机械、建设、建材、机械加工、热电、军工、交通等领域。
公司除大规模生产各种规格的高精度、高稳定性、高可靠性常规产品外,还可根据用户具体要求设计特殊的非标传感器,以满足用户的特殊要求。
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