航天、兵器等领域的应用

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1、应变电测与传感器技术的新发展及在航空、航天、兵器等领域的应用沈观林*李松林***清华大学航天航空学院北京100084**欧美大地仪器设备中国有限公司北京100062摘要：本文首先介绍应变电测与传感器技术的新发展：1、各种新型特殊电阻应变计：高温600℃～800℃密封焊接式应变计，900℃粘贴式动态应变计，低温-196～-269℃电阻应变计，防水应变计。大应变15%-30%电阻应变计等。2、新型应变计式传感器：土木机械用力传感器，钢筋计，土压力计，扭矩传感器，六分力传感器，另有应变传感器可安装在结构上测量应变，可重复使用，配合应变测试仪器使用，

2、还可进行无线遥测。3、新型数据采集仪器：高速静态数据采集仪，最多达1000通道，可测应变，温度，应变式传感器，直流电压等，精度0.05%，采集速度每通道0.04秒，多通道总计0.4秒采集完成；小型多通道动态应变和温度记录仪，最多有80通道，其中应变最多达64通道，其余为热电偶，电压测量通道；超动态电阻应变仪频响可达200-500KHz。另有数据采集和分析软件可快速分析处理数据。其他介绍，近年来航空发动机及各部件动应力测试，机场道面工程应力测试，航天返回舱静动应力测试，航天发射塔架应力测试，兵器运输车应力测试，电力工程各种结构应力测试等若干应用

3、实例。关键词：应变电测、特殊电阻应变计，传感器，数据采集仪1.引言自20世纪30年代电阻应变计问世以来，应变电测方法和技术作为实验力学的重要组成部分经历了长期的发展，逐步广泛应用于各种工程工程结构的应力分析，制成各种传感器推广应用于各个领域。近十多年来应变电测与电传感器技术得到很大的发展，并更广泛应用于各种工程和领域。2.应变电测与传感器技术的新发展应变电测与传感器方法和技术，其测量系统包括三大部分：应变计、传感器和测试仪器都有新发展，出现很多新产品。2.1新型特殊电阻应变计应变计品种规格急剧增加，除常温用普通应变计外，出现多种特殊应变计新产

4、品：例如高温600℃～800℃密封焊接式应变计，高温900℃动态应变计，防水应变计大应变应变计，低温-196℃～-269℃应变计，复合材料专用应变计等，表1中列出主要产品。表1各种新型特殊电阻应变计主要产品序号名称特性1防水应变计防水水压10MPa,室温0º～+80℃2高温薄式应变计使用温度-20º～+300℃粘贴式3高温焊接式应变计使用温度-196º～300℃4高低温粘贴式应变计使用温度-196º～+350℃5高温动态应变计高温900℃6密封焊接式高温应变计静态+600℃，动态+800℃栅长5,8,16mm17低温电阻应变计-196℃～-2

5、69℃，粘贴式8大应变应变计应变极限15%,20%,30%，三种粘贴式49耐疲劳动态应变计-196℃～+200℃,±3000με疲劳寿命10×10次-610复合材料专用应变计配线膨胀系数3,5,8×10/℃-30º～+200℃11表面应变分布测定用应变计用于路面材料，沥青，混凝土，带导线，X,Y方向各有16个应变计栅12螺拴用应变计栅长1,6mm，应变计宽1.4,1.7mm2.2各种应变计式传感器主要应变计式传感器品种规格增多，性能质量提高，除各种称重、测力、位移、压力、加速度传感器等外，还有超小型（直径6.5mm，厚度1mm）土压力计，倾

6、斜计，裂缝计，沉降计等。另外有一种新型应变传感器，其外形和弹性元件为变截面圆环形状见图1所示。图中两圆孔位置安装在被测构件表面上基长为3吋，外面有保护套，传感器实质上测量基长的变化，可反映该基长区的平均应图1应变传感器外形(a)，弹性元件(b)变，可代替大基长的电阻应变计，它可快速安装在钢或混凝土表面上，并可多次重复装卸使用，其灵敏度比应变计高，配合应变测试仪器使用，还可进行无线遥测。汽车专用传感器有车轴6分量力传感器，车轮扭矩传感器，方向盘扭矩传感器和车轮定位传感器等，这些传感器配合专用测量分析仪使用。2.3新型数据采集仪器1.多功能多通道

7、（最高可达1000通道）自动测量的数据采集仪，可测量应变、温度、直流电压等多种物理量，可接多种类型传感器并有专用软件进行数据采集和各种处理，与微机组成自动测量分析系统。有的数据采集分析系统可广泛采集各种参数除应变、温度、位移外，还有天气、气象等可进行长期监测、数据处理、管理和控制等。2.数字动态应变仪接计算机有专用多功能采集分析软件组成动态数据采集和分析系统，这样使结构等静、动载试验工作提高质量和效率，在表2中列出国外各种新型静、动态应变仪和数据采集系统供选用。表2国外各种新型静动态应变仪和数据采集系统序号名称型号主要特点生产国、厂1高速数据

8、采集仪TDS－530外接高速扫描箱可达1000点，采集时间日本TML0.4秒，可1应变计4线法，测量精度±0.05%2小型多通道动态数据采TMR－200最多80通道