应变测量传感器计量标准装置关键技术研究

发布时间：2021-05-21 07:08

　　在制造领域及工程应用等诸多领域,材料及器件的应变和形变的精确测量越来越重要,例如应变测量在飞机制造的性能测试,轨道交通的安全运行监测,桥梁健康监测等方面具有十分重要的作用。应变的精确测量离不开高精度的应变计量溯源体系,因此,建立应变测量传感器计量标准装置对提升我国应变测量的准确性和一致性具有重要意义。本文针对建立应变测量传感器计量标准装置的关键技术进行了研究。首先,通过研究应变测量方法和分析应变测量传感器的测量原理,并参照相关国家标准和技术规范,提出了一组关键计量特性用于表征应变测量传感器的测量性能,给出了一种应变测量传感器校准方法。其次,设计了应变测量传感器校准装置的机械执行系统,实现应变测量传感器标距范围从5mm至500mm自由调节,对应的测长稳定性优于50nm;基于迈克尔逊激光干涉法测长技术设计的高精度光学测量系统,分辨力达到1nm,能够很好的满足了电阻式、振弦式、光纤光栅应变测量传感器的校准需要。再次,基于日本安川直流伺服电机、电机驱动器、智能控制器等电子元器件,研制了高精度运动控制系统;基于美国NI公司、德国HBM等公司的应变采集仪器,集成设计了应变信号采集系统。然后,基于V... 

【文章来源】：河南理工大学河南省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景与意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 应变测量方法
        1.3.2 应变传感器计量特性研究现状
        1.3.3 应变传感器校准方法现状
    1.4 课题研究内容
2 应变测量关键技术
    2.1 应变及其测量原理
        2.1.1 应变及其表示单位
        2.1.2 应变测量原理
    2.2 应变测量传感器
        2.2.1 电阻式应变计
        2.2.2 振弦式应变计
        2.2.3 光纤光栅应变传感器
    2.3 关键计量技术
    2.4 本章小结
3 应变传感器校准装置设计
    3.1 机械执行系统
        3.1.1 机械床身
        3.1.2 移动滑台
        3.1.3 固定平台
        3.1.4 伺服电机
    3.2 光学测量系统
    3.3 运动控制系统
    3.4 信号采集系统
    3.5 校准分析软件
    3.6 测量能力分析
        3.6.1 位移测量能力分析
        3.6.2 抗载荷能力分析
    3.7 本章小结
4 应变传感器计量特性及其计算
    4.1 计量特性
    4.2 计算方法
    4.3 本章小结
5 校准试验与分析
    5.1 应变传感器校准
        5.1.1 校准试验
        5.1.2 数据处理
    5.2 不确定度评定
    5.3 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]电阻应变式传感器应变传递影响因素分析[J]. 许艺青,杨晓翔,韦铁平,姚进辉.  中国测试. 2018(01)
[2]公路桥梁荷载试验应变数据异常分析[J]. 刘大洋,黄福伟,张朋,覃高杰.  公路与汽运. 2018(01)
[3]桥梁无线传感系统设计与分析[J]. 李嘉波,叶敏,李四维,郭健.  传感器与微系统. 2017(12)
[4]高速高精密机床进给系统的刚柔耦合建模分析[J]. 宣贺,华青松,程联军,张洪信,赵清海,毛新凯.  青岛大学学报(工程技术版). 2017(03)
[5]面向地壳形变观测的超高分辨率光纤应变传感系统[J]. 何祖源,刘庆文,陈嘉庚.  物理学报. 2017(07)
[6]地铁列车荷载下原状土孔压及应变模型试验研究[J]. 丁智,范俊靓,张孟雅,魏新江.  铁道学报. 2017(03)
[7]土木工程结构试验量测技术研究进展与现状[J]. 赵宪忠,李秋云.  西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2017(01)
[8]振弦式应变传感器温度修正试验[J]. 王永宝,赵人达,陈列,徐勇,谢海清.  建筑科学与工程学报. 2017(01)
[9]航天器用应变片筛选测试方法优化[J]. 郭洺宇.  电子技术应用. 2016(11)
[10]基于样条插值与最小二乘法的振弦式传感器非线性补偿[J]. 田志勇,黄忠慧.  测控技术. 2016(09)

博士论文
[1]基于Fabry-Perot干涉与原子晶格间距的微位移计量及溯源研究[D]. 崔建军.天津大学 2014
[2]光纤光栅位移传感系统关键技术的研究[D]. 李丽.天津大学 2007

硕士论文
[1]激光干涉法测量压电材料纵向应变常数的研究[D]. 吴洪.北京化工大学 2015
[2]光纤光栅交叉敏感性及组网技术研究[D]. 刘超明.北京交通大学 2015
[3]应变传感器的应变传递理论及传感特性研究[D]. 杨君琦.中南大学 2013
[4]基于光纤光栅测量的风力机叶片应变实验研究[D]. 侯西.武汉理工大学 2012
[5]高精度温度控制及PTF测量的研究[D]. 崔建军.中国计量科学研究院 2006



本文编号：3199279