应变电测与传感器技术的新发展及应用

芦锦波

摘 要 本文主要介绍了应变电测技术应用的主要原理，详细分析了应变电测和传感器技术的应用现状以及发展方向，为应变电测以及传感器技术的进一步发展提供了参考。

【关键词】应变电测 传感器 发展应用

随着社会的不断发展，科技对于人们生活的影响越来越大，已经逐步的走入了人们日常环境以及工业化生产中。在大型工业、机械化工以及航空航天等领域中，新的科技应用使得各种大型设备结构复杂、精密度高，为工业化、机械化发展提供重要技术保障。因此，各种设备的正常运行是保证工业化发展的基础，是安全生产以及产品经济的前提，而对设备的应变测试是检测设备正常运行的重要手段之一。应力应变测试以及传感器技术的应用可以精确的对设备或者产品的结构、各种零部件以及工作时的受力、传热等状况进行准确的测试，保证设备运行时有着正确的位移、应变、受力、受热等力学基础参数，保证机械设备在合适的范围运行，避免由于结构问题或者受力、强度等问题导致的运行故障。所以说，应变电测与传感器技术对我国工业生活的发展建设是人类社会未来发展的必然选择。借助一定的设备检测节点来处理一定的信息，从而来监控和检测设备运行的实时环境，有利于大大的推动、保护设备的正常运行以及人们的生命财产安全，展示了广阔的发展前景。

1 技术原理与发展现状

应变电测的原理是将被测物品产生的应变反应到电阻片上，然后采集电阻应变片上由于电阻变化产生的阻值。由于电阻应变片较为敏感，属于敏感性元件，因此在电阻应变片设计以及测量过程中需要注意应变片的连接方式、温度影响、电阻片厚度和敏感度等因素的影响。在应变测量时，需要把电阻应变片连接在被测物件的表面，当被测物表面产生受力变形时，表面的电阻应变片会敏感的捕捉到电阻片基底感应获取的应力信息，从而将信息由基地传到应变片的敏感栅位置，敏感栅根据被测件的变形情况计算出实际的变形量，最终使得电阻应变片产生相应的阻值，转换为阻值数字表达出来。在信息技术的不断推进发展中，应变电测也逐渐走向 了数字化以及网络化，自动采集数据大大增加了电测技术的工作效率以及工作精度，有效促进了应变电测技术发展。

传感器目前主流的有多种类型，例如感光传感器、温度传感器、应变传感器、湿度传感器以及热红外传感器等等，一般在工业系统中常用的传感器是应变计式传感器。在工业系统中，传感器与各个网络的节点密切实时连接，不同的节点之间可以借助一定的协议来实现连接，进而保证在一定的环境信息基础之上进行协同工作，共同完成了数据采集护工作。恰恰传感器凭借着其自身的优越性，例如网络容量大、数据量较小、灵敏度高、实时性好等，进而来发挥出整个网络在传输数据信息的可靠性和安全性，体现了工业系统的优势。

当前，应变电测与传感器技术正在我国各个行业发挥重要的作用，而该技术的发展仍然需要进一步提高，应变电测与传感器技术的水平以及精度必须要达到具有一定的功能使用性标准，达到国际一流水平，以满足我国现代工业发展的需求。总而言之，当前形势下我国应变电测与传感器技术工作的主要目标具体如下：

（1）要能够实现科学的、系统的、精确的且快速的对于工业设备的工作状况进行数据性的描述， 针对未来的工业设备的发展变化趋势，特别是那些我国政府十分重视的行业设备进行重点关注，并根据设备进行技术革新，不断满足发展需求。

（2）要能够更加精确的给出应变阻值，提高技术的精度，根据反馈值保证设备在安全使用范围内。

（3）进一步完善应变电测技术的采集功能，实现多种传感器技术的融合，加强技术创新，不断适应日益发展的科学化生产水平。

2 应变电测与传感器技术的发展应用

2.1 新型设备的产生

越来越先进的工业技术使得工业系统对新技术的要求也越来越高，这也同样刺激了应变电测计的品种以及技术规格都有了突飞猛进的发展。在使用的应力值范围、应用温度、环境复杂程度等方面都有了較大的进步，一些针对特殊环境下使用的应变计也逐渐被推出，如高温应变计、防水应变计等。除此之外，在应用范围上也有了较大的革新，除了常用的温度、应力应变外 ，还包括加速度、称重、超小型、沉降计等新型应变计，在使用精度上有了较大的提高，一些应变计还可以多次重复使用，节约资源，提高 利用率。同时，针对各种应变电测设备，相应的开发出了很多对设备进行物理量测试的技术方法，包括对各种形式的传感器进行数据采集、处理的专门软件，可以实现对应变计以及传感器的自动化测量与分析。新型数字动态应变电测计的使用也是一种技术革新，能够实现应变电测计和 计算机的对接，大大提高了对设备结构、试验进行分析的工作效率，保证了工作质量。

2.2 航空航天领域的应用

近年来，我国航空航天技术得到了长足的发展，同样的，应变电测与传感器技术在其中也起到了不可小觑的作用，是航空航天发展中重要的技术支持。在飞机发动机中，涡轮转子以及涡轮风扇的工作需要很高的温度，发动机转动时温度最高可以达到900℃，要想在这种工作环境下检测发动机叶片的应变变化，所用的应变电阻片必须要能够耐高温，对此，新开发的应变测量计可以实现长时间的高温使用，成功解决了这一难题并取得了良好的效果。此外，在飞机发动机摇臂上采用的动态应变仪取得突出的效果；飞机发动机导管采用的应力检测试片很好的减小了飞机发动机导管 的动应力；发动机矢量喷管采用的载荷测量技术实现了发动机的减重并为发动机优化设计提供数据 理论支持；在返回舱的模拟中采用的应力测试以及动态应变仪保障了返回舱的强度，由此可见，应变电测技术以及传感器技术在航空航天领域有着至关重要的作用。

3 结束语

随着工业化系统的飞速发展，科技化技术水平不断推动着应变电测技术的不断进步，工业设备的应变测试有了更多、更好的选择，为航空航天、铁路运输等工业领域的产品发展提供了有利的技术保障，是计算结构强度、应力应变、温度变化等测试的有效手段，为工业试验以及工业数据分析提供了较为准确的数据资料。

参考文献

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[2]沈观林.应变电测与传感器技术的新发展及应用[J].中国测试，2011（02）.

[3]刘九卿.应变式称重传感器技术发展概况[A].称重科技暨第八届全国称重技术研讨会论文集[C].2009.

作者单位

武汉市仪表电子学校 湖北省武汉市 430205