在工業(yè)檢測和科研實驗中,應變儀位移測量的精度直接影響數(shù)據(jù)可靠性。選擇合適的傳感器是確保測量結(jié)果準確的關(guān)鍵環(huán)節(jié),不同原理的傳感器在量程、分辨率和環(huán)境適應性上各有特點。
1. LVDT線性可變差動變壓器
LVDT傳感器通過電磁感應原理實現(xiàn)非接觸測量,量程可達±100mm且分辨率達到微米級。其核心優(yōu)勢在于無摩擦損耗和無限機械壽命,特別適合長期監(jiān)測振動或緩慢位移的場景。美國Schaevitz品牌LVDT在航空航天領(lǐng)域應用廣泛,溫度漂移可控制在0.01%/℃以內(nèi)。
2. 電阻應變片式傳感器
基于金屬箔應變片的傳感器成本低廉且體積小巧,通過惠斯通電橋檢測電阻變化。日本KYOWA系列產(chǎn)品可實現(xiàn)0.1μm分辨率,但需注意其非線性誤差約0.1%FS。該類型在材料力學測試中應用普遍,需配合溫度補償電路消除環(huán)境干擾。
3. 光電編碼器方案
增量式光電編碼器通過光柵條紋計數(shù)實現(xiàn)納米級分辨,德國HEIDENHAIN產(chǎn)品重復定位精度達±0.5角秒。適用于高速旋轉(zhuǎn)機械的角位移測量,但需注意振動環(huán)境可能引起讀數(shù)頭偏移。絕對式編碼器可避免斷電位置丟失問題,在數(shù)控機床領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。
實際選型需綜合考慮測量范圍(如微米級優(yōu)選LVDT)、采樣頻率(動態(tài)測量需100Hz以上)和環(huán)境因素(油污環(huán)境適用磁致伸縮傳感器)。建議通過NI LabVIEW等平臺進行多傳感器數(shù)據(jù)融合,可同時兼顧不同量程段的測量需求。