一种新型矿用锚索(杆)静态电阻应变仪的研究.pdf

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1、32传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第6期一种新型矿用锚索(杆)静态电阻应变仪的研究1，231王海潮，王国伟，贾晓娣(1.煤炭科学研究总院，北京100013;2.煤炭科学研究总院煤炭资源开采与环境保护国家重点实验室，北京100013;3.北京华宇工程有限公司，北京100120)摘要:为减少和预防煤矿冒顶事故的发生，要对巷道顶板受力进行监测�介绍了一种以单片机为主控模块，采用独特的平衡电桥臂结构并选用高精度运算放大器进行信

2、号调理的新型矿用锚索(杆)静态电阻应变仪，它具有数据采集,存储,查询等功能，并以精度高,功耗低,操作简便,抗干扰能力强等特点，为从事巷道支护和锚固的工程人员提供了可靠的测试手段和技术保障�关键词:平衡电桥;信号调理;锚索;静态电阻应变仪中图分类号:TP216.2文献标识码:A文章编号:1000�9787(2012)06�0032�03Re�ea�c���a�e����e�f��a��c�e����a�ce���a���a��e�f������a�c���cab�e(���fb���)WANGHa

3、i-chao1，2，WANGGuo-wei3，JIAXiao-di1(1.C���aC�a�Re�ea�c�I�������e，Be�����100013，C���a;2.S�a�eKe�Lab��a�����fC�a�M�����&E�������e��P���ec����，C���aC�a�Re�ea�c�I�������e，Be�����100013，C���a;3.Be�����H�a��E����ee����C�L�d，Be�����100120，C���a)Ab���ac�:Inor

4、dertoreduceandpreventthecoalmineroof-fallaccidents，tomonitorstressofroofintunnelisnecessary.introducesAnewtypeofstaticresistancestraingaugeofmininganchorcable(roofbolt)，usingsingle-chipmicrocomputerasthemaincontrolmodule，adoptinganuniquebalancebridge

5、armstructureandchoosinghighprecisionoperationamplifiersforsignalconditioning.Thegaugehasreali�eddataacquisition，storage，inquiresandotherfunctionsaswellashighprecision，lowpowerconsumption，easyoperation，anti-interferenceabilityandothercharacteristics.I

6、tprovidesreliabletestmethodandtechnicalsupportforengineerswhoengagedintunnelsupportingandtunnelanchoring.Ke����d�:balancebridge;signalconditioning;anchorcable;staticresistancestraingauge0引言式中K为电阻应变计灵敏系数，一般为2.0左右，�L/L［2］随着煤炭生产机械化程度的不断提高，大型采掘设备即�是应变计相对

7、变化量�在井下的应用越来越普遍，迫使巷道断面逐渐增大，采面推通过平衡电桥将应变计电阻值因受力变化而变化的结进速度不断加快，巷道广泛采用锚索锚杆联合支护�但为果转换成电信号进行分析处理，以反映被测对象受力情［3］确保安全，要对巷道顶板受力进行监测，以预防和减少冒顶况�事故的发生�本文介绍了一种以单片机为主控模块具有数本文研究的静态数字电阻应变仪硬件原理如图1所示�据采集,存储和查询等功能的锚索(杆)静态数字电阻应变［1］仪，并着重对其信号调理电路进行了详细分析�1应变信号检测原理应变仪依据应变电阻

8、受力作用下的变化规律�R=K�L=K�，(1)图1应变仪硬件原理图RLF��1Ha�d�a�e����c���ed�a��a��f��e���a���a��e收稿日期:2011�11�08第6期王海潮，等:一种新型矿用锚索(杆)静态电阻应变仪的研究33数字电阻应变仪以井巷用电阻应变式锚索测力计的开关管Q1是为了平衡应变电阻测试桥臂选通开关管的GYS�300作一次仪表为例进行阐述，该测力计内部有2只导通阻值的影响，以提高测试数据的准确性�同时当应变测力应变计，如图2所示�平衡电桥采用惠斯登电桥，如