在工業(yè)檢測(cè)和科研實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)變儀位移測(cè)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(cè)量結(jié)果準(zhǔn)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(yīng)性上各有特點(diǎn)。
1. LVDT線(xiàn)性可變差動(dòng)變壓器
LVDT傳感器通過(guò)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量,量程可達(dá)±100mm且分辨率達(dá)到微米級(jí)。其核心優(yōu)勢(shì)在于無(wú)摩擦損耗和無(wú)限機(jī)械壽命,特別適合長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)振動(dòng)或緩慢位移的場(chǎng)景。美國(guó)Schaevitz品牌LVDT在航空航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,溫度漂移可控制在0.01%/℃以?xún)?nèi)。
2. 電阻應(yīng)變片式傳感器
基于金屬箔應(yīng)變片的傳感器成本低廉且體積小巧,通過(guò)惠斯通電橋檢測(cè)電阻變化。日本KYOWA系列產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)0.1μm分辨率,但需注意其非線(xiàn)性誤差約0.1%FS。該類(lèi)型在材料力學(xué)測(cè)試中應(yīng)用普遍,需配合溫度補(bǔ)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(guò)光柵條紋計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)分辨,德國(guó)HEIDENHAIN產(chǎn)品重復(fù)定位精度達(dá)±0.5角秒。適用于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的角位移測(cè)量,但需注意振動(dòng)環(huán)境可能引起讀數(shù)頭偏移。絕對(duì)式編碼器可避免斷電位置丟失問(wèn)題,在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯。
實(shí)際選型需綜合考慮測(cè)量范圍(如微米級(jí)優(yōu)選LVDT)、采樣頻率(動(dòng)態(tài)測(cè)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(guò)NI LabVIEW等平臺(tái)進(jìn)行多傳感器數(shù)據(jù)融合,可同時(shí)兼顧不同量程段的測(cè)量需求。