大量程振弦式位移传感器的研制与应用.pdf

维普资讯 第2{卷帮91{J[ 煤炭科学技术 y大量程振弦式位移传感器的研制与应用 。 淮南矿业学院 刘全林 樊 平 岳 丹 宋德明 7 … … … 一 具 … 能 力强、输出信号稳定、能远距离、长对问观 川等光点，适于各粪建筑工程的位普及 1I 周 关键词堡移望传鱼壁感暨暨研研制制应应用用40儡枣荔 班订／卜77-，屯4域一 “ 法 。 1 概 述 2．1 直接式位移传感器 为量测柔性并壁、可缩性并壁中可缩层 利用波纹管等应变管的变形直接带动钢 的变形量及其它地下衬砌结构可缩性垫层 的 弦的变形． 改变钢弦的振动额率，测量出 压缩量 ．需要一种量程大 (5Oram)、精度 对应于位移量的频率值 。由于钢弦的变形量 高、性能稳定且适于远距离传递信号和长期 就是实测的位移量 ，很 明显 ，位移量越大 ．其 观测的位移传感器 。目前常用的大量程位移 钢弦的变形亦越大。因为钢弦的相对变形量 传感器主要有 电阻式、电容式、电感式等均 有 限．所 以欲使它的绝对变形量很大 ．须使 属幅度敏感型传感器 。这类传感器 的输出信 钢弦很长 。但钢弦过长既影响它 的灵敏度叉 号在传输过程 中幅度极易失真．测量系统抗 使设传感器尺寸过长难 以安装．因此直接式 干扰能力差．不利于远距离传输和长时间的 位移传感器不适宜量测大位移量 。 观测。与幅度敏感型传感器的特点相反．频敏 22 间接式 磅 感器 型传感 器 已被 实际应用 证 明具有 许多优 顾名思义．间接式位移传感器是将位移 点 ．如在进行远距离传输和遥测时．信号不 量先转换成 中间量 (如压力)．再转换成钢弦 失真且不受导线 电阻、分布 电容等影响；在 振动频率的变化量。中间转换装置可采用两 长期观测时，性能稳定、零点漂移小等，并 种方案 ．一种是利用大变形弹性元件 (如弹 已在各类工程测试中广为应用。 簧 )将位移量转换成压力 (如图la)；另一种 振弦式传感器属频敏型传感器．常用来 是 由活塞和液囊组成 ，将位移量转换成液体 监测工程中接触应力 (压力)、内力以及小位 的压力值 (如图lb)。第一种方案元件制造简 移量 (1ram)l¨。目前 尚未发现一种大量程 单．造价低 ；第二种方案转换线性好 但在第 (50mm)振弦式位移传感器产品销售 。为 一 种方案中只要弹性元件选材和加工处理得 满足监测工程大位移量的要求．需研制一种 大量程振弦式位移传感器 。 2 方案比较 (a)第一种方案 (b)第二种方案 量测位移量有直接式和 间接式两种 方 固1 间接式走量程位停传感 巷的设 r方章 28 维普资讯 柳2J巷 9 煤炭科学技术 好．在频率俺移转换时也可达到较高的转换 (又称初频 )。 精度 。经 比较，确定采用间接测量方法的第一 将 (4)式代入 ()式，档理得 种方案来设计制